jak zvýšit účinnost solárních panelů? Co Dělá Solární Panel Efektivnější?

Tato stránka může obsahovat affiliate odkazy, podívejte se prosím na naše zásady zveřejňování zde.

účinnost solárního panelu je důležitým faktorem při jeho použití jako životaschopného zdroje energie – čím vyšší je účinnost, tím bude nákladově efektivnější instalace . Neustálý výzkum přináší výsledky však, a vývoj této technologie a zlepšení účinnosti solárních článků je hlavní oblastí v centru pozornosti.

když vědci začali zkoumat tuto technologii v roce 1839, předpovídali, že účinnost solárních článků dosáhne 1% účinnosti do roku 1948 – to bylo považováno za dobré. Dnes máme technologie solárních článků dosahující účinnosti 40% nebo více, ale s velkými náklady a obecně se používají pro specializované snahy, jako je průzkum vesmíru NASA.

ale co my dole na zemi?

k maximalizaci účinnosti solárních panelů se používají tři běžné metody: solární koncentrátory, které intenzivněji koncentrují sluneční světlo, Solární zrcadla, která odrážejí více světla na oblast solárních panelů a automatické sledování, které sleduje slunce při pohybu po obloze.

z čeho jsou solární články vyrobeny a jak fungují?

solární panel, známý také jako solární modul, se technicky nazývá FV nebo fotovoltaický. Skládá se z řady jednotlivých solárních článků. Tyto solární články definují typ solárního panelu.

některé panely jsou černé a některé modré barvy. Některé mají diamantové bílé tvary mezi vodorovnou a svislou čarou a některé nemají tyto diamanty.

barva, design a velikost solárního panelu závisí na typu použitého solárního článku. Tvar solárního panelu je navržen tak, aby maximální využití dostupné plochy a tvar obdélníku jen dělá to více „šikovný“ a levnější na výrobu.

v podstatě je jádrem výroby elektřiny ze solárního zařízení solární článek.

existuje mnoho typů solárních článků. Hlavní tři typy, které se dnes používají a jsou dostupné na trhu, jsou:

• monokrystalický nebo monokrystalický krystal
  Poly-krystalický nebo multi-křemíkový krystal
  tenký film (může být amorfní křemík nebo jiné látky, jako je kadmium, měď a gallium atd)

účinnost těchto tří typů solárních článků je:

• monokrystalický: 22%
• polykrystalický: 15%
• tenký film: 10%

ani nejvyšší účinnost monokrystalických solárních panelů není z pohledu laika příliš dobrá. Proč tak nízko? V těchto vysoce technologických časech se zdá neuvěřitelné, že nemůžeme mít super efektivní fotovoltaické články k použití v domácnostech.

proč jsou solární panely tak neefektivní?

tyto solární články jsou tak neefektivní kvůli výrobnímu procesu, materiálu, ze kterého jsou vyrobeny, a procesu, kterým tyto materiály generují elektrickou energii.

sluneční světlo je také tvořeno pakety nebo fotony energie. Tyto fotony zasáhnou solární panel a vyměňují si energii s elektrony v materiálu, které začnou proudit přes křemíkové p-N křižovatky a začnou generovat proud.

proces přeměny energie a ztráty energie v procesu závisí na typu solárního materiálu (křemíku) použitého k výrobě solárních článků.

v případě solárních článků na bázi křemíkového materiálu, když přijímají sluneční energetické fotony světla, ztrácejí 23% své energie, protože nejsou dostatečně energetické, aby energizovaly elektrony v krystalové mřížce křemíku.

dalších 33% je tak energických, že když narazí na sluneční materiál, Energie se ztratí ve formě tepla.

přibližně 16% je ztraceno samotnými elektrony během procesu. Teoreticky mohou solární články vyrobené z křemíku dosáhnout maximální účinnosti asi 33%, ale pro praktické účely je prakticky maximální účinnost komerčních solárních panelů 22%.

solární články na bázi křemíku byly zaznamenány při 40% účinnosti v laboratorních podmínkách a existují i jiné materiály, které mají fotovoltaické vlastnosti. Ty jsou v tuto chvíli příliš drahé, takže křemíkové solární články jsou prozatím jedinou hrou ve městě.

výzkumné středisko NASA Glenn vyvinulo hybridní solární článek složený z křemíku, tenkovrstvých materiálů a selenu s účinností od 30 – do 40%.

pokud se sníží výrobní náklady, může to být budoucnost solárních článků s dvojnásobnou účinností stávajících solárních článků.

Co Je Ozařování A Sluneční Záření?

účinnost výroby elektřiny ze solárního panelu závisí také na množství slunečního světla dopadajícího na jeho povrch.

dva použité sluneční termíny jsou důležité pro pochopení sluneční energie dopadající na Zemi a toho, jak ji měříme. Je to způsob měření nebo výpočtu, kolik elektřiny můžeme vyrobit z našeho solárního panelu.

• ozařování je výkon (množství energie za jednotku času) slunečního světla na jednotku plochy (Watt/sq. m nebo W / m2).
• sluneční záření je energie slunečního světla na jednotku plochy v průběhu času (kilo Watt hod / sq. m nebo kWh / m2).

pokud je sluneční záření vysoké, tím vyšší je výroba elektřiny ze solárních panelů a lepší účinnost. U pevných solárních panelů k tomu nedochází nepřetržitě, protože po celý den nečelí slunci.

to je důvod, proč jsou pevné solární panely neefektivní během obou stran uprostřed dne, i když je pole solárních panelů umístěno v přesně nejlepším úhlu od země a směřuje na jih (pokud je na severní polokouli).

jak zefektivnit solární panely pomocí solárního koncentrátoru

použití solárního koncentrátoru pro solární panely může zvýšit jejich účinnost až o 40%. Některé společnosti tuto technologii komercializovaly a je to docela efektivní, i když trochu drahé.

čočka zvaná „Fresnelova čočka“ se používá k soustředění slunečního světla na solární článek. Tyto solární články jsou vyráběny v závislosti na úrovni koncentrace čočky. Čočky s nízkou koncentrací pracují s křemíkovými články a nevyžadují sledování ani chlazení.

čočky se střední pevností pracují s křemíkovými, kadmiovými a teluridovými solárními články, které vyžadují určité chlazení a sledování.

vysoce koncentrované čočky pracují s buňkou s více spoji nebo více materiály a vyžadují rozsáhlé chlazení a sledování.

koncentrační solární panely jsou vyráběny specifickým způsobem – nejsou jako tradiční solární panely. Sluneční světlo se soustřeďuje na velmi malou oblast, kde je umístěn solární článek.

soustředění slunečního světla na tradiční solární panel není příliš užitečné a může poškodit solární panel s nadměrným ozářením vedoucím k teplu, což také stejně snižuje celkovou účinnost.

zvýšení účinnosti solárních panelů se zrcadly-solární reflektorové panely

výzkum probíhá a je velmi slibný pro zlepšení systémů solárních panelů. Různí vědci v USA a Indii se pokusili přidat zrcadla sousedící se solárními panely. Tato zrcadla, pokud jsou udržována v určitých úhlech, mají tendenci zvyšovat výrobu elektřiny z panelů až o 30%.

přehřátí solárních panelů je třeba se vyhnout, pokud má být tato technologie komercializována, ale bude to požehnání pro chladnější regiony s vysokou úrovní slunečního záření. Jedna práce publikovaná v IEEE Journal of Photovoltaic ‚ s dokazuje úspěšné použití zrcadel jako reflektorů v solárních farmách ke zvýšení energetického výkonu.

jak zvýšit výkon solárního panelu optimalizací úhlu panelu

v ideálním případě by solární panel měl čelit slunci kolmo, a to se stane, když je umístěn v určitém úhlu vzhledem k zemi. U pevného solárního panelu v určitém úhlu od země je sluneční energie zasahující solární panel maximální pouze během dne.

pokud jste na severní polokouli, solární panel by měl směřovat na jih a pokud na jižní polokouli by měl směřovat na sever. Úhel solárního panelu, ve kterém by měl být nakloněn od zemského povrchu, se liší pro různá místa na Zemi.

existuje řada výpočtů, které se dostanou do přesného úhlu solárního panelu, aby se dosáhlo maximální účinnosti pro konkrétní místo. Přesto pevná orientace panelu není optimální pro dosažení maximální výroby energie. Tyto výpočty se provádějí buď ručně, nebo pomocí algoritmů.

nejjednodušší je udržet úhel náklonu + 15o zeměpisné šířky místa pro zimu a-15o pro léto. Také úhel náklonu lze měnit čtyřikrát za rok, aby se dosáhlo maximální účinnosti z pevného solárního panelu.

nejlepší je však sledovat pohyb Slunce a generovat maximální energii po celou dobu roku, což je drahé, ale přináší mnohem vyšší návratnost investic do sledovacího zařízení.

sezónní a regionální rozdíly v úrovních ozáření nebo slunečního záření

volný zdroj pro kontrolu regionálních změn v úrovních slunečního záření poskytuje NASA jako prohlížeč přístupu k datům o výkonu. Získání některých základních informací o roční úrovni slunečního záření ve vaší lokalitě vám může poskytnout dobrou představu o potenciálu sluneční energie a kolik elektřiny byste mohli generovat na metr čtvereční solárních panelů.

jak zvýšit výstup solárních panelů automatickým solárním sledovačem

slunečnice, která sleduje každý pohyb slunce. To je to, co je ve skutečnosti nutné získat maximální účinnost ze solárního panelu po celý rok.

nemůžeme zastavit mraky blokující slunce, takže samozřejmě ztrácíme venku, ale když je slunce sledováno solárním panelem jako slunečnice, pracuje s maximální účinností.

dva typy sledování-jedna osa a Dvojitá osa.

Single axis tracking zvyšuje výkon ze solárního panelu o 20% a dual axis tracking zvyšuje o 30%.

níže uvedený graf publikovaný ve studii provedené na účinnosti sledování s jednou a dvěma osami ukazuje srovnání sledovacích panelů s jednou a dvěma osami s pevnými panely.

porovnání solárního panelu s pevnou montáží s jedním sledovačem na levém grafu a duálním sledovačem na pravém grafu je vidět výše.

časné vrcholy v 8 ráno a 6 večer jasně ukazují potenciál duálního trackeru zvýšit účinnost solárních panelů během denního světla. Pokud mohou být naše solární panely vyrobeny pro sledování slunce pomocí rotace dvou OS, bude to nejlepší, co udělat pro zvýšení účinnosti.

několik motorů a snímačů záření to umožňuje snadno a mělo by být zváženo pro všechny domácí solární instalace.

jak měřit výkon solárního panelu

výkon elektřiny ze solárního panelu lze měřit zařízením známým jako multimetr. Multimetr měří proud, odpor a napětí v jakémkoli obvodu.

solární panel by měl dostat plné sluneční světlo z pohledu slunce v optimálním úhlu a pak zjistíte příkon solárního panelu v tomto konkrétním případě.

• Wattage = ampéry X napětí

Chcete-li vypočítat příkon solárního panelu, musíte získat proud a napětí z multimetru a vynásobit je dohromady.

zkontrolujte zadní nebo boční stranu panelu a vyhledejte jeho napětí v otevřeném obvodu (Voc) a provozní proud jako (Imp). Vezmeme-li je jako reference, můžete zkontrolovat solární panel připojením jeho vodičů k multimetru a optimalizovat jej pro kontrolu proudu a napětí.

dobrým způsobem, jak otestovat výkon solárního panelu wattů v celém jeho rozsahu, je mít prostředek zkratu vodičů (nebude poškozen)a zametat napětí až na maximum v krocích při měření zesilovačů x voltů v každém kroku.

je to skvělý způsob, jak odvodit křivku výkonu a ukáže jakékoli nesrovnalosti ve výstupním výkonu pro různé zátěže. Zkratový proud (Isc) je velmi blízko k plnému jmenovitému proudu, takže není škodlivý pro panel.

související otázky

proč solární panely směřují na jih?

solární panely by měly směřovat na jih na severní polokouli, protože slunce sleduje oblohu tímto směrem. Na jižní polokouli by solární panely měly směřovat na sever.

jak se vyrábějí solární panely?

monokrystalické solární panely se vyrábějí spojením jednotlivých solárních článků vypěstovaných z jediného trubkového ingotu křemíku. Polykrystalické solární panely se vyrábějí řezáním křemíkových plátků, které tvoří velký křemíkový krystal a spojují je dohromady.

jak maximalizuji účinnost solárního panelu?

k maximalizaci účinnosti solárních panelů se používají tři běžné metody: solární koncentrátory, které intenzivněji koncentrují sluneční světlo, Solární zrcadla, která odrážejí více světla na oblast solárních panelů a automatické sledování, které sleduje slunce při pohybu po obloze.