miten lisätä aurinkopaneelin tehokkuutta? Mikä Tekee Aurinkopaneelista Tehokkaamman?

Tämä sivu saattaa sisältää affiliate-linkkejä, tutustu tiedonantopolitiikkaamme täällä.

aurinkopaneelin hyötysuhde on tärkeä tekijä, kun sitä käytetään elinkelpoisena voimanlähteenä – mitä korkeampi hyötysuhde on, sitä kustannustehokkaampi asennus on . Jatkuva tutkimus tuottaa kuitenkin tuloksia, ja tämän teknologian kehittäminen ja aurinkokennojen tehokkuuden parantaminen on tärkein painopistealue.

kun tutkijat alkoivat tutkia tätä teknologiaa vuonna 1839, he ennustivat aurinkokennojen hyötysuhteen nousevan 1%: iin vuoteen 1948 mennessä – tätä pidettiin hyvänä. Tänään meillä on aurinkokennoteknologioita saavuttaa 40% hyötysuhde tai enemmän, mutta suuri hinta ja yleensä käytetään asiantuntija pyrkimyksiä kuten NASA: n avaruustutkimus.

mutta entä me maan päällä?

aurinkopaneelien tehokkuuden maksimointiin käytetään kolmea yleistä menetelmää: aurinkokeskittimiä, jotka keskittävät auringonvaloa voimakkaammin, aurinkopeilejä, jotka heijastavat enemmän valoa aurinkopaneelin alueelle, ja automaattista seurantaa, joka seuraa aurinkoa sen liikkuessa taivaalla.

mistä aurinkokennot on tehty ja miten ne toimivat?

aurinkopaneeli, joka tunnetaan myös aurinkomoduulina, on teknisesti nimeltään PV tai aurinkosähkö. Se koostuu useista yksittäisistä aurinkokennoista. Nämä aurinkokennot määrittelevät aurinkopaneelin tyypin.

osa paneeleista on väriltään mustia ja osa sinisiä. Osassa on vinoneliönvalkoisia muotoja vaaka-ja pystyviivojen välissä ja osassa niitä ei ole.

aurinkopaneelin väri, rakenne ja koko riippuvat käytetystä aurinkokennotyypistä. Aurinkopaneelin muoto on suunniteltu niin, että käytettävissä oleva pinta-ala saadaan mahdollisimman suureksi ja suorakulmion muoto vain tekee siitä ”kätevämmän” ja halvemman valmistaa.

periaatteessa aurinkovoimalan sähköntuotannon ydin on aurinkokenno.

aurinkokennoja on monenlaisia. Tärkeimmät kolme tyyppiä, joita käytetään ja ovat saatavilla markkinoilla tänään ovat:

• monokiteinen tai yksikiteinen piikide
  Polykiteinen tai monipiininen kide
  ohutkalvo (voi olla amorfista piitä tai muita aineita, kuten kadmiumia, kuparia ja galliumia jne.)

näiden kolmen aurinkokennotyypin hyötysuhteet ovat:

• yksikiteinen: 22%
• monikiteinen: 15%
• ohutkalvo: 10%

yksikiteisten aurinkopaneelien tehokaan ei ole maallikon näkökulmasta kovin hyvä. Miksi niin alhaalla? Näinä korkean teknologian aikoina tuntuu uskomattomalta, että meillä ei voi olla supertehokkaita aurinkosähkökennoja käytettäväksi ulkokodeissa.

miksi aurinkopaneelit ovat niin tehottomia?

nämä aurinkokennot ovat niin tehottomia johtuen valmistusprosessista, materiaalista, josta ne on tehty, ja prosessista, jolla nämä materiaalit tuottavat sähköä.

auringon valo koostuu myös energiapaketeista tai fotoneista. Nämä fotonit iskeytyvät aurinkopaneeliin ja vaihtavat energiansa materiaalissa oleviin elektroneihin, jotka alkavat virrata piin P-N-liitoksissa ja alkavat tuottaa virtaa.

energiamuunnosprosessi ja energiahäviö prosessissa riippuu aurinkokennojen valmistuksessa käytettävän aurinkomateriaalin (pii) tyypistä.

piimateriaaliin perustuvien aurinkokennojen tapauksessa ne menettävät auringon energeettisiä valon fotoneja vastaanottaessaan 23% energiastaan, koska ne eivät ole tarpeeksi energeettisiä energisoimaan elektroneja piikiteen hilassa.

toiset 33% ovat niin energisiä, että kun ne iskeytyvät auringon materiaaliin, energiaa menetetään lämmön muodossa.

itse elektronit menettävät prosessin aikana noin 16%. Teoriassa piistä valmistetut aurinkokennot voivat saavuttaa enimmillään noin 33 prosentin hyötysuhteen, mutta käytännössä kaupallisten aurinkopaneelien maksimitehokkuus on 22 prosenttia.

piipohjaisten aurinkokennojen hyötysuhde on laboratorio-olosuhteissa mitattu 40%, ja muitakin aurinkosähköominaisuuksia omaavia materiaaleja on olemassa. Nämä ovat liian kalliita tällä hetkellä, joten pii aurinkokennot ovat ainoa peli kaupungissa tällä hetkellä.

Nasan Glenn-tutkimuskeskus on kehittänyt piistä, ohutkalvomateriaaleista ja seleenistä koostuvan hybridikennon, jonka hyötysuhde on 30-40 prosenttia.

jos tuotantokustannukset saadaan alas, kyseessä voi olla aurinkokennojen tulevaisuus, jonka hyötysuhde on kaksinkertainen olemassa oleviin aurinkokennoihin verrattuna.

Mitä On Irradianssi Ja Insolaatio?

aurinkopaneelin sähköntuotannon tehokkuus riippuu myös sen pinnalle putoavan auringonvalon määrästä.

kaksi käytettyä aurinkoenergiatermiä ovat tärkeitä maan päälle laskevan aurinkoenergian ymmärtämisessä ja sen mittaamisessa. Se on tapa mitata tai laskea, kuinka paljon sähköä voimme tuottaa aurinkopaneelistamme.

• säteilyvoimakkuus on auringonvalon teho (energiamäärä aikayksikköä kohti) pinta-alayksikköä kohti (watti/sq. m tai W / m2).
• insolaatio on auringonvalon energia pinta-alayksikköä kohti ajan kuluessa (kilo Wattitunti / sq. m tai kWh / m2).

kun insolaatio on suuri, sitä suurempi sähköntuotanto aurinkopaneeleilla ja parempi hyötysuhde. Kiinteille aurinkopaneeleille tämä ei tapahdu jatkuvasti, koska ne eivät kohtaa aurinkoa koko päivän.

tämä on syy siihen, että kiinteät aurinkopaneelit ovat tehottomia keskipäivän molemmin puolin, vaikka aurinkopaneeliryhmä on sijoitettu täsmälleen parhaaseen kulmaan maasta ja on etelään päin (jos pohjoisella pallonpuoliskolla).

miten aurinkopaneeleita voidaan tehostaa käyttämällä aurinkokeskittäjää

aurinkokeskittimen käyttö aurinkopaneeleissa voi lisätä niiden tehokkuutta jopa 40%. Jotkut yritykset ovat kaupallistaneet tätä teknologiaa ja se on melko tehokas, joskin hieman kallis.

”Fresnel-linssiksi” kutsuttua linssiä käytetään auringonvalon keskittämiseen aurinkokennoon. Nämä aurinkokennot tehdään Objektiivin konsentraatiotason mukaan. Matalapitoiset linssit toimivat piikennoilla eivätkä vaadi seurantaa tai jäähdytystä.

Keskivahvuiset objektiivit toimivat pii -, kadmium-ja telluridikennojen kanssa, jotka vaativat jonkin verran jäähdytystä ja seurantaa.

korkean konsentraation linssi toimii moniliitoksella tai monimateriaalikennolla ja vaatii laajaa jäähdytystä ja seurantaa.

keskittävät aurinkopaneelit on valmistettu tietyllä tavalla – ne eivät ole perinteisten aurinkopaneelien kaltaisia. Auringonvalo keskittyy hyvin pienelle alueelle, johon aurinkokenno on sijoitettu.

auringonvalon keskittämisestä perinteiseen aurinkopaneeliin ei ole paljon hyötyä, ja se voi vahingoittaa aurinkopaneelia ylimääräisellä säteilyvoimakkuudella, joka johtaa lämpöön, mikä myös heikentää kokonaistehokkuutta muutenkin.

aurinkopaneelien tehokkuuden parantaminen peileillä-aurinkoheijastinpaneeleilla

tutkimus on käynnissä, ja se on erittäin lupaava, aurinkopaneelijärjestelmien parantamiseksi. Useat tutkijat Yhdysvalloissa ja Intiassa ovat kokeilleet peilien lisäämistä aurinkopaneelien viereen. Nämä Peilit, kun niitä pidetään tietyssä kulmassa, pyrkivät lisäämään sähköntuotantoa paneeleista jopa 30%.

aurinkopaneelien Ylilämmitystä on vältettävä, jos tämä tekniikka aiotaan kaupallistaa, mutta se on siunaus kylmemmille alueille, joilla insolaatiotasot ovat korkeat. Yksi IEEE: n Journal of Photovoltaic ’ s-lehdessä julkaistu teos todistaa peilien onnistuneen käytön heijastimina aurinkovoimaloissa energiantuotannon lisäämiseksi.

miten aurinkopaneelin tehoa voidaan lisätä optimoimalla paneelin kulma

ihanteellisesti aurinkopaneelin tulisi kohdata aurinko kohtisuorasti ja tämä tapahtuu, kun se asetetaan tiettyyn kulmaan suhteessa maahan. Kiinteässä aurinkopaneelissa, joka sijaitsee tietyssä kulmassa maasta, auringon energia osuu aurinkopaneeliin on suurimmillaan vain keskipäivällä.

jos olet pohjoisella pallonpuoliskolla, aurinkopaneelin pitäisi olla etelään päin ja jos eteläisellä pallonpuoliskolla sen pitäisi olla pohjoiseen päin. Aurinkopaneelin kulma, johon sen pitäisi kallistua maan pinnasta, on erilainen eri paikoissa maapallolla.

on olemassa useita laskelmia, joilla päästään aurinkopaneelin tarkkaan kulmaan, jotta saadaan maksimiteho tiettyyn paikkaan. Siitä huolimatta paneelin kiinteä suunta ei ole optimaalinen maksimaaliseen sähköntuotantoon. Nämä laskelmat tehdään joko manuaalisesti tai algoritmeja käyttäen.

yksinkertaisinta on pitää paikan kallistuskulma + 15o leveysastetta talvea ja-15o kesää varten. Myös kallistuskulmaa voidaan muuttaa neljä kertaa vuodessa, jotta saadaan maksimiteho kiinteästä aurinkopaneelista.

on kuitenkin parasta jatkaa auringon liikkeen seuraamista ja tuottaa maksimaalista energiaa koko vuoden ajan, mikä on kallista, mutta tuo paljon suuremman tuoton seurantalaitteiden investoinnille.

säteilytys-tai insolaatiotasojen kausiluonteiset ja alueelliset erot

ilmainen lähde insolaatiotasojen alueellisten vaihtelujen tarkistamiseen on Nasan tarjoama Power Data Access-katseluohjelma. Saada joitakin perustietoja vuosittain insolation tasolla sijaintisi voi antaa sinulle hyvän käsityksen aurinkoenergian potentiaalista ja kuinka paljon sähköä voit tuottaa neliömetriä aurinkopaneelit.

miten lisätä aurinkopaneelin tehoa automaattisella solar Trackerilla

auringonkukka, joka seuraa auringon jokaista liikettä. Tämä on mitä todella tarvitaan saada mahdollisimman tehokkaasti aurinkopaneeli ympäri vuoden.

emme voi estää pilviä estämästä aurinkoa, joten häviämme selvästi siellä, mutta kun aurinkopaneeli seuraa aurinkoa kuin auringonkukka, se toimii maksimitehollaan.

kaksi seurantatyyppiä-yksiakseli ja kaksiakseli.

yksiakselinen seuranta Lisää aurinkopaneelin tehoa 20% ja kaksiakselinen seuranta 30%.

alla oleva kaavio, joka on julkaistu yksi-ja kaksoisakseliseurannan tehokkuudesta tehdyssä tutkimuksessa, osoittaa yhden-ja kaksoisakseliseurantapaneelien vertailun kiinteisiin paneeleihin.

kiinteän asennetun aurinkopaneelin Vertailu Yhden Trackerin kanssa vasemmalla graafilla ja kaksoisseurannan vertailu oikealla graafilla on nähtävissä yllä.

aamukahdeksan ja iltakuuden aikaiset huiput viittaavat selvästi kaksoisrannekkeen mahdollisuuteen lisätä aurinkopaneelien tehokkuutta päivänvalon aikana. Jos aurinkopaneelimme saadaan seuraamaan aurinkoa kaksiakselisella pyörimisellä, se on parasta tehdä tehokkuuden lisäämiseksi.

pari moottoria ja säteilyanturia tekevät sen helposti mahdolliseksi, ja se tulisi ottaa huomioon kaikissa kotimaisissa aurinkovoimaloissa.

miten aurinkopaneelien teho

aurinkopaneelin sähköntuotto voidaan mitata yleismittarina tunnetulla laitteella. Yleismittari mittaa virtaa, vastusta ja jännitettä missä tahansa piirissä.

aurinkopaneelin pitäisi saada täyttä auringonvaloa siitä, kun aurinko on optimaalisessa kulmassa, ja sitten saadaan selville aurinkopaneelin wattimäärä kyseisessä tapauksessa.

• teho = ampeeria x jännite

aurinkopaneelin tehon laskemiseksi tarvitaan yleismittarista ampeeri ja jännite ja kerrotaan ne yhteen.

Tarkista paneelin takaa tai sivulta sen avoimen piirin jännite (Voc) ja käyttövirta (Imp). Kun nämä ovat viitteenä, voit tarkistaa aurinkopaneelin liittämällä sen johdot yleismittariin ja optimoida sen virran ja jännitteen tarkistamiseksi.

hyvä tapa testata aurinkopaneelin wattitehoa sen alueella on oikosulku johtimiin (se ei vaurioidu) ja lakaista jännite maksimiinsa vaiheittain samalla kun mitataan ampeeria x volttia jokaisessa vaiheessa.

tämä on erinomainen tapa johtaa tehokäyrä ja näyttää mahdolliset erot lähtötehossa eri kuormille. Oikosulkuvirta (ISC) on muutenkin hyvin lähellä täyttä teholukuvirtaa, joten siitä ei ole haittaa paneelille.

aiheeseen liittyviä kysymyksiä

miksi aurinkopaneelit ovat etelään päin?

aurinkopaneelien pitäisi suunnata pohjoisella pallonpuoliskolla etelään, kun aurinko kiertää taivaan poikki siihen suuntaan. Eteläisellä pallonpuoliskolla aurinkopaneelien pitäisi suunnata pohjoiseen.

miten aurinkopaneelit valmistetaan?

yksikiteisiä aurinkopaneeleita valmistetaan liittämällä yhteen yksittäisiä aurinkokennoja, jotka on kasvatettu yhdestä putkimaisesta piiharkosta. Monikiteiset aurinkopaneelit valmistetaan leikkaamalla piiviipaleista suuri piikide ja liittämällä ne yhteen.

miten maksimoin aurinkopaneelin tehokkuuden?

aurinkopaneelien tehokkuuden maksimointiin käytetään kolmea yleistä menetelmää: aurinkokeskittimiä, jotka keskittävät auringonvaloa voimakkaammin, aurinkopeilejä, jotka heijastavat enemmän valoa aurinkopaneelin alueelle, ja automaattista seurantaa, joka seuraa aurinkoa sen liikkuessa taivaalla.