Hoe kan de efficiëntie van zonnepanelen worden verhoogd? Wat Maakt Een Zonnepaneel Efficiënter?

deze pagina kan affiliate links bevatten, Bekijk hier ons privacybeleid.

hoe de efficiëntie van zonnepanelen te verhogen _ wat maakt een zonnepaneel efficiënter – de efficiëntie van een zonnepaneel is een belangrijke factor bij het gebruik ervan als een levensvatbare energiebron – hoe hoger de efficiëntie dan hoe kosteneffectiever de installatie zal zijn . Constant onderzoek levert echter resultaten op, en de ontwikkeling van deze technologie en de verbetering van de efficiëntie van zonnecellen zijn het belangrijkste aandachtsgebied.Toen wetenschappers in 1839 begonnen met het verkennen van deze technologie, voorspelden ze dat de efficiëntie van zonnecellen tegen 1948 1% zou bereiken – dit werd als goed beschouwd. Vandaag hebben we zonneceltechnologieën met een efficiëntie van 40% of meer, maar met hoge kosten en algemeen gebruikt voor specialistische inspanningen zoals NASA ‘ s ruimteverkenning.

maar hoe zit het met ons op aarde?

er worden drie gemeenschappelijke methoden gebruikt om de efficiëntie van zonnepanelen te maximaliseren: zonneconcentratoren die het zonlicht intenser concentreren, zonnespiegels die meer licht reflecteren op het zonnepaneelgebied en auto-tracking, die de zon volgt Terwijl zij door de hemel beweegt.

waaruit bestaan zonnecellen en hoe werken ze?

het zonnepaneel, ook wel zonnemodule genoemd, wordt technisch PV of fotovoltaïsch genoemd. Het bestaat uit een aantal individuele zonnecellen. Deze zonnecellen bepalen het type zonnepaneel.

sommige panelen zijn zwart en sommige blauw van kleur. Sommige hebben diamantwitte vormen tussen de horizontale en verticale lijnen en sommige hebben die diamanten niet.

de kleur, het ontwerp en de grootte van het zonnepaneel hangt af van het type zonnecel dat wordt gebruikt. De vorm van zonnepaneel is ontworpen om het maximale gebruik van het beschikbare gebied te krijgen en de rechthoekvorm maakt het gewoon meer “handig” en goedkoper om te produceren.

in principe is de kern van de opwekking van elektriciteit uit een zonne-installatie de zonnecel.

er zijn vele soorten zonnecellen. De belangrijkste drie soorten die worden gebruikt en zijn beschikbaar in de markt vandaag zijn:

• Monokristallijn of enkelvoudig siliciumkristal
  polykristallijn of multi-siliciumkristal
  dunnelaag (kan amorf silicium of andere stoffen zoals cadmium, koper, gallium enz. zijn))

de efficiëntie van deze drie soorten zonnecellen is:

• Monokristallijn: 22%
• polykristallijn: 15%
• dunnelaag: 10%

zelfs de hoogste efficiëntie van monokristallijne zonnepanelen is vanuit het oogpunt van leken niet al te goed. Waarom zo laag? In deze hoogtechnologische tijden lijkt het ongelooflijk dat we geen superefficiënte fotovoltaïsche cellen kunnen hebben om in Huizen te gebruiken.

Waarom zijn zonnepanelen zo inefficiënt?

deze zonnecellen zijn zo inefficiënt vanwege het productieproces, het materiaal waaruit ze zijn gemaakt en het proces waarmee deze materialen elektrische energie opwekken.

het licht van de zon bestaat ook uit energiepakketten of fotonen. Deze fotonen raken het zonnepaneel en wisselen hun energie uit met elektronen in het materiaal die over Silicium P-N-kruispunten gaan stromen en stroom beginnen te genereren.

het proces van energieomzetting en het verlies van energie binnen het proces hangt af van het type zonnemateriaal (silicium) dat wordt gebruikt om de zonnecellen te maken.

zonnecellen op basis van siliciummateriaal verliezen, wanneer zij de energetische lichtfotonen van de zon ontvangen, 23% van hun energie af omdat zij niet energiek genoeg zijn om elektronen in het kristalrooster van silicium te activeren.

nog eens 33% is zo energetisch dat wanneer ze zonne-materiaal raken, energie verloren gaat in de vorm van warmte.

ongeveer 16% gaat verloren door de elektronen zelf tijdens het proces. Theoretisch kunnen zonnecellen gemaakt van silicium een maximale efficiëntie bereiken van ongeveer 33%, maar voor praktische doeleinden bedraagt de maximale efficiëntie voor commerciële zonnepanelen 22%.

zonnecellen op basis van silicium zijn geregistreerd bij een rendement van 40% in laboratoriumomstandigheden en er bestaan andere materialen met fotovoltaïsche eigenschappen. Deze zijn te duur op dit moment dus silicium zonnecellen zijn het enige spel in de stad voor het moment.NASA ‘ s Glenn Research Centre heeft een hybride zonnecel ontwikkeld bestaande uit silicium, dunne-filmmaterialen en selenium met een efficiëntie van 30% tot 40%.

als de productiekosten omlaag worden gebracht, zou dit de toekomst van zonnecellen kunnen zijn met het dubbele rendement van bestaande zonnecellen.

Wat Is Bestralingssterkte En Insolatie?

de efficiëntie van de elektriciteitsproductie van een zonnepaneel hangt ook af van de hoeveelheid zonlicht die op het oppervlak valt.

twee zonne-termen die worden gebruikt zijn belangrijk voor het begrijpen van de zonne-energie die op aarde valt en hoe we die meten. Het is een manier om te meten of te berekenen hoeveel elektriciteit we kunnen opwekken uit ons zonnepaneel.

• Irradiantie is het vermogen (hoeveelheid energie per tijdseenheid) van zonlicht per oppervlakte-eenheid (Watt/sq. m of W / m2).
• Isolatieenergie is de energie van zonlicht per oppervlakte-eenheid in de tijd (kilowattuur / sq. m of kWh / m2).

wanneer de isolatie hoog is, hoe hoger de elektriciteitsproductie uit zonnepanelen en hoe hoger de efficiëntie. Voor vaste zonnepanelen gebeurt dit niet continu omdat ze de hele dag niet met de zon geconfronteerd worden.

dit is de reden dat vaste zonnepanelen aan weerszijden van de middag inefficiënt zijn, zelfs als de zonnepanelen op precies de beste hoek van de grond zijn geplaatst en op het zuiden zijn gericht (indien op het noordelijk halfrond).

hoe zonnepanelen efficiënter te maken met behulp van een zonne-concentrator

het gebruik van een zonne-concentrator voor zonnepanelen kan hun efficiëntie verhogen tot 40%. Sommige bedrijven hebben deze technologie gecommercialiseerd en het is vrij efficiënt, zij het een beetje duur.

een ‘Fresnel-lens’ wordt gebruikt om zonlicht op zonnecellen te concentreren. Deze zonnecellen worden gemaakt afhankelijk van het concentratieniveau van de lens. Lage concentratie lenzen werken met silicium cellen en vereisen geen tracking of koeling.

lenzen voor middelhoge concentratie werken met zonnecellen van silicium, cadmium en telluride die enige afkoeling en tracking vereisen.

hoge concentratie lens werken met multi-junction of multi-materiaal cel en vereisen uitgebreide koeling en tracking.Geconcentreerde zonnepanelen worden op een specifieke manier vervaardigd – ze zijn niet zoals traditionele zonnepanelen. Het zonlicht concentreert zich op een heel klein gebied waar de zonnecel is geplaatst.

het concentreren van zonlicht op een traditioneel zonnepaneel is niet veel nuttig en kan schadelijk zijn voor het zonnepaneel met een overmatige bestralingssterkte die tot warmte leidt, wat ook de algehele efficiëntie vermindert.

verhoging van de efficiëntie van zonnepanelen met spiegels – zonnereflector panelen

onderzoek is aan de gang, en het is zeer veelbelovend, voor de verbetering van zonnepanelen systemen. Verschillende onderzoekers in de VS en India hebben geprobeerd om naast de zonnepanelen spiegels toe te voegen. Deze spiegels wanneer ze onder specifieke hoeken worden gehouden, hebben de neiging om de elektriciteitsproductie van panelen tot 30% te verhogen.Om deze technologie op de markt te brengen, moet oververhitting van zonnepanelen worden vermeden, maar het zal een zegen zijn voor koudere regio ‘ s met een hoog isolatieniveau. Een werk gepubliceerd in IEEE ’s Journal of Photovoltaic’ s bewijst het succesvolle gebruik van spiegels als reflectoren in zonneparken om de energie-output te verhogen.

Hoe kan het vermogen van zonnepanelen worden verhoogd door de hoek van het paneel

te optimaliseren? idealiter moet het zonnepaneel loodrecht op de zon staan en dit gebeurt wanneer het onder een specifieke hoek ten opzichte van de grond wordt geplaatst. Voor een vast zonnepaneel onder een specifieke hoek ten opzichte van de grond is de zonne-energie die een zonnepaneel raakt maximaal alleen tijdens de middag.

als u zich op het noordelijk halfrond bevindt, moet het zonnepaneel naar het zuiden en op het zuidelijk halfrond naar het noorden gericht zijn. De hoek van het zonnepaneel waarbij het van het aardoppervlak moet worden hellend is verschillend voor verschillende locaties op aarde.

er zijn een aantal berekeningen om de exacte hoek van het zonnepaneel te bereiken om een maximale efficiëntie voor een bepaalde locatie te verkrijgen. Toch is de vaste oriëntatie van het paneel niet optimaal voor het bereiken van maximale stroomopwekking. Deze berekeningen worden ofwel handmatig gedaan of met behulp van algoritmen.

de eenvoudigste methode is het houden van de hellingshoek +15o breedtegraad van de locatie voor de winter en-15o voor de zomer. Ook de kantelhoek kan vier keer per jaar worden gewijzigd om maximale efficiëntie te krijgen van een vast zonnepaneel.

het is echter het beste om de beweging van de zon te blijven volgen en het hele jaar door maximale energie op te wekken, wat duur is maar een veel hoger rendement oplevert op de investering voor de volgapparatuur.

seizoensgebonden en regionale verschillen in bestralings-of isolatieniveaus

een gratis bron voor het controleren van regionale variaties in isolatieniveaus wordt geleverd door NASA als de Power Data Access Viewer. Het verkrijgen van een aantal basisinformatie over de jaarlijkse insolatie niveau op uw locatie kan geven u een goed idee over het potentieel van zonne-energie en hoeveel elektriciteit je zou kunnen genereren per vierkante meter zonnepanelen.

hoe de zonnepanelenproductie te verhogen met behulp van automatische zonne-tracker

de zonnebloem die elke beweging van de zon volgt. Dit is wat eigenlijk nodig is om maximale efficiëntie te krijgen van een zonnepaneel over het hele jaar.

we kunnen niet voorkomen dat de wolken de zon blokkeren, dus we verliezen natuurlijk daar, maar als de zon wordt gevolgd door het zonnepaneel zoals een zonnebloem doet, werkt het op zijn maximale efficiëntie.

de twee soorten tracking-single axis en dual axis.

het volgen met één as verhoogt het vermogen van het zonnepaneel met 20% en het volgen met twee assen verhoogt het vermogen met 30%.

onderstaande grafiek, gepubliceerd in een studie over de efficiëntie van tracking met één en twee assen, toont de vergelijking van tracking met één en twee assen met die van vaste panelen.

de vergelijking van zonnepanelen met vaste montage met een enkele tracker op de linkergrafiek en een dubbele tracker op de rechtergrafiek is hierboven te zien.

de vroege pieken om 8 uur ’s ochtends en 6 uur’ s avonds wijzen duidelijk op het potentieel van dual tracker om de efficiëntie van zonnepanelen bij daglicht te verhogen. Als onze zonnepanelen kunnen worden gemaakt om de zon te volgen door middel van dubbele as rotatie, is het het beste om te doen om de efficiëntie te verhogen.

een aantal motoren en stralingssensoren maakt het gemakkelijk mogelijk en moet worden overwogen voor alle huishoudelijke zonne-installaties.

meten van het vermogen van zonnepanelen

de elektriciteitsproductie van een zonnepaneel kan worden gemeten met behulp van een multimeter. Een multimeter meet stroom, weerstand en spanning in elk circuit.

het zonnepaneel moet volledig zonlicht krijgen van de zon onder de optimale hoek en dan ontdek je het wattage van het zonnepaneel in dat specifieke geval.

• Wattage = ampère x spanning

om het wattage van een zonnepaneel te berekenen, moet u stroomsterkte en spanning uit de multimeter halen en deze samen vermenigvuldigen.

controleer de achterkant of zijkant van het paneel om de spanning van het open circuit (Voc) en de bedrijfsstroom als (Imp) te vinden. Met deze als referentie kunt u het zonnepaneel controleren door de draden aan te sluiten op de multimeter en het optimaliseren om stroom en spanning te controleren.

een goede manier om een watt-vermogen van een zonnepaneel over zijn bereik te testen, is om een middel te hebben om de draden kort te sluiten (het wordt niet beschadigd) en de spanning in stappen tot zijn maximum te vegen terwijl u bij elke stap ampère x volt meet.

dit is een geweldige manier om een vermogensuitgangscurve af te leiden en zal eventuele afwijkingen in het uitgangsvermogen voor verschillende belastingen laten zien. Kortsluitstroom (Isc) is toch zeer dicht bij de volledige stroom, dus het is niet schadelijk voor het paneel.

gerelateerde vragen

waarom liggen zonnepanelen op het zuiden?

zonnepanelen moeten op het noordelijk halfrond naar het zuiden gericht zijn, terwijl de zon in die richting langs de hemel loopt. Op het zuidelijk halfrond moeten zonnepanelen naar het noorden gericht zijn.

Hoe worden zonnepanelen vervaardigd?Monokristallijne zonnepanelen worden vervaardigd door het verbinden van individuele zonnecellen uit één enkele buisvormige kern van silicium. Polykristallijne zonnepanelen worden vervaardigd door het snijden van silicium plakjes vormen een groot Silicium kristal en ze aan elkaar te verbinden.

hoe maximaliseer ik de efficiëntie van zonnepanelen?

er worden drie gemeenschappelijke methoden gebruikt om de efficiëntie van zonnepanelen te maximaliseren: zonneconcentratoren die het zonlicht intenser concentreren, zonnespiegels die meer licht reflecteren op het zonnepaneelgebied en auto-tracking, die de zon volgt Terwijl zij door de hemel beweegt.