太陽電池パネルの効率を上げるには？ 何が太陽電池パネルをより有効にさせるか。

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ソーラーパネルの効率は、実行可能な電源として使用する際に重要な要素である–効率が高いほど、より費用対効果の高い設置が可能になる。 しかし、絶え間ない研究が成果をもたらしており、この技術の開発と太陽電池の効率向上が主な焦点です。

科学者たちが1839年にこの技術を探求し始めたとき、彼らは太陽電池の効率が1948年までに1％の効率に達すると予測しました–これは良いことだと考 今日、私たちは太陽電池技術を40％以上の効率に達していますが、大きなコストで、一般的にNASAの宇宙探査のような専門家の努力に使用されています。

しかし、私たちは地球上で何をしていますか？

太陽電池パネルの効率を最大化するために使用される三つの一般的な方法があります：太陽光をより強く集中させるソーラーコンセントレイター、ソーラーパネルエリアに多くの光を反射するソーラーミラー、太陽が空を横切って移動するときに太陽を追従する自動追跡。

太陽電池は何で作られていて、どのように機能しますか？

太陽電池パネルは、太陽電池モジュールとしても知られており、技術的にはPVまたは太陽光発電と呼ばれています。 これは、個々の太陽電池の数で構成されています。 これらの太陽電池は太陽電池パネルのタイプを定義します。

一部のパネルは黒と青です。 いくつかは、水平線と垂直線の間にダイヤモンドの白い形をしており、いくつかはそれらのダイヤモンドを持っていません。

太陽電池パネルの色、デザイン、サイズは、使用する太陽電池の種類によって異なります。 太陽電池パネルの形は利用できる区域の最高の使用を得るように設計され、長方形の形はちょうどそれを”便利”および製造することより安くさせま

基本的には、太陽光発電からの発電の中核は太陽電池です。

太陽電池には多くの種類があります。 使用されており、今日の市場で利用可能な主な三つのタイプは次のとおりです:

• 単結晶または単一シリコンcrystal
  多結晶またはマルチシリコンcrystal
  薄膜（アモルファスシリコンまたはカドミウム、銅、ガリウムなどのような他の物質)

これらの3つのタイプの太陽電池の効率は次のとおりです:

• 単結晶性:22%
• 多結晶性:22%
• 多結晶性:22%: 15%
• 薄膜: 10%

単結晶太陽電池パネルの最高の効率でさえ、素人の視点からはあまり良くありません。 なぜそんなに低いですか？ これらの非常に技術的な時では私達が家で使用するべき超有効な光電池を持つことができないこと信じられないいようである。

なぜソーラーパネルは非効率なのですか？

これらの太陽電池は、製造プロセス、それらが作られている材料、およびこれらの材料が電力を発生させるプロセスのために非常に非効率的です。

太陽の光もエネルギーのパケットまたは光子で構成されています。 これらの光子は太陽電池パネルに衝突し、そのエネルギーを材料中の電子と交換し、シリコンP-N接合を横切って流れ始め、電流を発生させ始める。

エネルギー変換のプロセスとプロセス内のエネルギーの損失は、太陽電池を作るために使用される太陽材料（シリコン）の種類に依存

シリコン材料ベースの太陽電池の場合、太陽の高エネルギーの光の光子を受け取ると、シリコン結晶格子内の電子を励起するのに十分なエネルギーではないため、エネルギーの23％が失われます。

さらに33%は非常にエネルギーが高いため、太陽の材料に当たるとエネルギーは熱の形で失われます。

プロセス中に電子自体によって約16％が失われます。 理論的には、シリコンから作られた太陽電池は約33％の最大効率に達することができますが、実用的な目的のために、実用的には商用太陽電池パネルの最

シリコンベースの太陽電池は、実験室条件下で40％の効率で記録されており、光起電特性を有する他の材料が存在する。 これらは現時点ではあまりにも高価なので、シリコン太陽電池は現時点では町で唯一のゲームです。

NASAのグレン研究センターは、30％-40％の効率でシリコン、薄膜材料、セレンで構成されるハイブリッド太陽電池を開発しました。

生産コストがダウンすれば、これは既存の太陽電池の倍の効率を持つ太陽電池の未来かもしれません。

放射照度と日射量とは何ですか？

太陽電池パネルからの電力生産の効率は、その表面に落ちる太陽光の量にも依存します。

使用される二つの太陽の用語は、地球上に落ちる太陽エネルギーとそれをどのように測定するかを理解する上で重要です。 それは私達が私達の太陽電池パネルから発生させてもいいどの位電気を測定するか、または計算する方法です。

• 放射照度は、単位面積当たりの太陽光の電力（単位時間当たりのエネルギー量）です（ワット/平方。 mまたはW/m2）。
• 日射量は、時間の経過に伴う単位面積当たりの太陽光のエネルギー（キロワット時/sq。 mまたはkWh/m2）。

日射量が高い場合、ソーラーパネルからの電力生産が高くなり、効率が向上します。 固定太陽電池パネルのためにこれは日中太陽に直面しないので絶えず起こらない。

これは、太陽電池パネルの配列が地面から正確に最良の角度で配置され、南に面していても（北半球の場合）、固定ソーラーパネルが正午の両側に非効率的

ソーラーコンセントレータを使用してソーラーパネルをより効率的にする方法

ソーラーコンセントレータを使用すると、ソーラーパネルの効率を最大40％向上させるこ 一部の企業は、この技術を商品化しており、少し高価な場合、それは、非常に効率的です。

太陽電池に太陽光を集中させるために”フレネルレンズ”と呼ばれるレンズを使用しています。 これらの太陽電池は、レンズの濃度レベルに応じて作られています。 低濃度レンズはシリコンセルで動作し、追跡や冷却を必要としません。

中強度集中レンズは、冷却と追跡を必要とするシリコン、カドミウム、テルル

高濃度レンズは、マルチジャンクションまたはマルチマテリアルセルで動作し、広範な冷却と追跡が必要です。

集光太陽電池パネルは、特定の方法で作られています–彼らは伝統的な太陽電池パネルのようなものではありません。 太陽光は、太陽電池が配置されている非常に小さな領域に集中します。

従来の太陽電池パネルに日光を集中させることは多くの使用ではなく、また全体的な効率をとにかく減らす熱に導く余分な放射照度の太陽電池パ

ミラーによる太陽電池パネルの効率の向上–太陽反射パネル

研究が進行中であり、ソーラーパネルシステムの改善に非常に有望です。 米国とインドの様々な研究者が太陽電池パネルに隣接してミラーを追加しようとしています。 これらのミラーは、特定の角度に保つと、パネルからの電力生産を最大30％増加させる傾向があります。

太陽電池パネルの過熱は、この技術が商品化される場合は避けるべきですが、日射量の高い寒い地域にとっては祝福になります。 IEEEの太陽光発電のジャーナルに掲載された一つの作品は、そのエネルギー出力を増加させるために太陽農場の反射板としてミラーの成功した使用を証明

パネルの角度を最適化してソーラーパネルの電力を増やす方法

理想的には、ソーラーパネルは太陽に垂直に直面する必要があり、これは地面に関連して特定の角度に配置されたときに起こります。 地面からの特定の角度の固定太陽電池パネルのために、太陽電池パネルを打つ太陽のエネルギーは中間日の間にだけ最高です。

北半球の場合、太陽電池パネルは南向きで、南半球の場合は北向きでなければなりません。 それが地球の表面から傾斜するべきである太陽電池パネルの角度は地球上の異なる場所で異なっています。

特定の場所のための最大の効率を得るために太陽電池パネルの正確な角度に到達するための計算の数があります。 そうであっても、パネルの固定方向は最高の発電に達するために最適ではない。 これらの計算は、手動またはアルゴリズムを使用して行われます。

最も簡単なのは、冬の場合は場所の緯度の+15°、夏の場合は-15°の傾斜角を維持することです。 また傾き角度は固定太陽電池パネルから最高の効率を得るために年の4回変えることができます。

しかし、太陽の動きを追跡し続け、年間のすべての時間を最大のエネルギーを生成することが最善であり、これは高価ですが、追跡装置の投資にははるかに高いリターンをもたらします。

照射レベルまたは日射レベルの季節および地域の違い

日射レベルの地域の変動をチェックするための無料のソースは、パワーデータアクセスビューアとし あなたの場所で年間日射量レベルに関するいくつかの基本的な情報を得ることは、あなたの太陽エネルギーの可能性についての良いアイデアを与

自動ソーラートラッカーによるソーラーパネル出力を増やす方法

太陽のあらゆる動きに従 これは、実際にすべての年間を通じて太陽電池パネルから最大の効率を得るために必要とされるものです。

太陽を遮る雲を止めることはできないので、明らかにそこを失うが、太陽がヒマワリのように太陽電池パネルによって追跡されると、最大効率で動

トラッキングの二つのタイプ–単軸と二重軸。

単軸トラッキングは、太陽電池パネルからの出力を20％、二軸トラッキングは30％向上させます。

単一軸および二重軸追跡の効率に関する研究で発表された下のグラフは、単一軸および二重軸追跡パネルと固定パネルの比較を示しています。

左グラフの単一の追跡者および右グラフの二重追跡者が付いている固定台紙の太陽電池パネルの比較は上で見ることができます。

朝の8時と夕方の6時の早いピークは、昼間のソーラーパネルの効率を高めるデュアルトラッカーの可能性を明確に示しています。 私達の太陽電池パネルが二重軸線の回転によって太陽を追跡するために作ることができれば効率を高めるためにするべき最もよい事です。

モーターと放射センサーのカップルは、それが容易に可能になり、すべての国内の太陽のインストールのために考慮すべきです。

ソーラーパネルの電力出力を測定する方法

ソーラーパネルから出力される電力は、マルチメータと呼ばれる マルチメータは、任意の回路の電流、抵抗、電圧を測定します。

太陽電池パネルは、最適な角度で太陽に面してから完全な日光を得る必要があり、その特定のインスタンスで太陽電池パネルのワット数を調べま

• ワット数=アンペアx電圧

ソーラーパネルのワット数を計算するには、マルチメータからアンペア数と電圧を取得し、それらを一緒に乗算する必要があ

パネルの背面または側面を確認して、開回路電圧(Voc)と動作電流を(Imp)として確認します。 これらを参考にして、ワイヤをマルチメータに接続してソーラーパネルをチェックし、電流と電圧をチェックするように最適化することができます。

ソーラーパネルのワット出力をその範囲でテストする良い方法は、リードを短絡させ（損傷しない）、各ステップでアンペアxボルトを測定しながらステップ

これは、電力出力曲線を導出するための素晴らしい方法であり、異なる負荷の出力電力に矛盾が表示されます。 短絡電流（Isc）はとにかくフルパワー定格電流に非常に近いので、パネルに有害ではありません。

関連する質問

なぜ太陽電池パネルは南に面しているのですか？

太陽電池パネルは、太陽が空を横切ってその方向に進むにつれて、北半球では南に面しているはずです。 南半球では、太陽電池パネルは北に面しているはずです。

太陽電池パネルはどのように製造されていますか？

単結晶ソーラーパネルは、シリコンの単一の管状インゴットから成長した個々の太陽電池を接続することによって製造されています。 多結晶性太陽電池パネルはケイ素の切れの形態を切ることによって大きいケイ素の水晶およびそれらを一緒に接続する製造されます。

ソーラーパネルの効率を最大化するにはどうすればよいですか？

太陽電池パネルの効率を最大化するために使用される三つの一般的な方法があります：太陽光をより強く集中させるソーラーコンセントレータ、ソーラーパネ