jak zwiększyć wydajność paneli słonecznych? Co Sprawia, Że Panel Słoneczny Jest Bardziej Wydajny?

ta strona może zawierać linki partnerskie, sprawdź naszą Politykę ujawniania informacji tutaj.

wydajność paneli słonecznych jest ważnym czynnikiem, gdy używa się go jako realnego źródła zasilania – Im wyższa wydajność, tym bardziej opłacalna będzie instalacja . Ciągłe badania przynoszą jednak rezultaty, a rozwój tej technologii i poprawa wydajności ogniw słonecznych jest głównym obszarem zainteresowania.

kiedy naukowcy zaczęli badać tę technologię w 1839 roku, prognozowali, że sprawność ogniw słonecznych osiągnie 1% sprawności do 1948 roku – uznano to za dobre. Obecnie mamy technologie ogniw słonecznych osiągające wydajność 40% lub większą, ale z dużymi kosztami i ogólnie stosowane do specjalistycznych przedsięwzięć, takich jak NASA eksploracja kosmosu.

ale co z nami na ziemi?

istnieją trzy powszechne metody stosowane w celu maksymalizacji wydajności paneli słonecznych: Koncentratory słoneczne, które bardziej intensywnie koncentrują światło słoneczne, lustra słoneczne, które odbijają więcej światła na obszarze panelu słonecznego i automatyczne śledzenie, które podąża za słońcem, gdy porusza się po niebie.

z czego zbudowane są ogniwa słoneczne i jak działają?

panel słoneczny, znany również jako moduł słoneczny, jest technicznie określany jako fotowoltaiczny lub fotowoltaiczny. Składa się z wielu pojedynczych ogniw słonecznych. Te ogniwa słoneczne definiują rodzaj paneli słonecznych.

niektóre panele są czarne, a niektóre niebieskie. Niektóre mają diamentowe białe kształty pomiędzy poziomymi i pionowymi liniami, a niektóre nie mają tych diamentów.

kolor, Konstrukcja i rozmiar panelu słonecznego zależy od rodzaju zastosowanego ogniwa słonecznego. Kształt panelu słonecznego ma na celu maksymalne wykorzystanie dostępnego obszaru, a kształt prostokąta sprawia, że jest on bardziej „poręczny” i tańszy w produkcji.

zasadniczo rdzeniem wytwarzania energii elektrycznej z instalacji słonecznej jest ogniwo słoneczne.

istnieje wiele rodzajów ogniw słonecznych. Główne trzy typy, które są używane i są obecnie dostępne na rynku to:

• Monokrystaliczny lub pojedynczy kryształ krzemu
  Kryształ Polikrystaliczny lub wielokrystaliczny
  cienkowarstwowy (może być amorficznym krzemem lub innymi substancjami, takimi jak kadm, miedź i Gal itp)

wydajność tych trzech typów ogniw słonecznych to:

• Mono-krystaliczny: 22%
• Polikrystaliczny: 15%
• cienkowarstwowe: 10%

nawet najwyższa wydajność monokrystalicznych paneli słonecznych nie jest zbyt dobra z perspektywy laika. Dlaczego tak nisko? W tych wysoce technologicznych czasach wydaje się niewiarygodne, że nie możemy mieć super wydajnych ogniw fotowoltaicznych do wykorzystania w naszych domach.

dlaczego panele słoneczne są tak nieefektywne?

te ogniwa słoneczne są tak nieefektywne ze względu na proces produkcji, materiał, z którego są wykonane i proces, w którym te materiały generują energię elektryczną.

światło słońca składa się również z pakietów lub fotonów energii. Fotony te uderzają w panel słoneczny i wymieniają swoją energię z elektronami w materiale, które zaczynają przepływać przez silikonowe złącza P-N i zaczynają generować prąd.

proces konwersji energii i utraty energii w procesie zależy od rodzaju materiału słonecznego (krzemu) użytego do produkcji ogniw słonecznych.

w przypadku ogniw słonecznych opartych na materiale krzemowym, kiedy otrzymują energetyczne fotony światła słońca, tracą 23% swojej energii, ponieważ nie są wystarczająco energiczne, aby pobudzić elektrony w sieci krystalicznej krzemu.

kolejne 33% jest tak energicznych, że gdy uderzają w materiał słoneczny, energia jest tracona w postaci ciepła.

około 16% jest tracone przez same elektrony podczas procesu. Teoretycznie ogniwa słoneczne wykonane z krzemu mogą osiągnąć maksymalną sprawność około 33% , ale dla celów praktycznych praktycznie maksymalna sprawność dla komercyjnych paneli słonecznych wynosi 22%.

ogniwa słoneczne na bazie krzemu zostały zarejestrowane z wydajnością 40% w warunkach laboratoryjnych i istnieją inne materiały, które mają właściwości fotowoltaiczne. Są one w tej chwili zbyt drogie, więc krzemowe ogniwa słoneczne są na razie jedyną grą w mieście.

Glenn Research Centre NASA opracowało hybrydowe ogniwo słoneczne składające się z krzemu, materiałów cienkowarstwowych i selenu o wydajności od 30% do 40%.

jeśli koszty produkcji zostaną obniżone, może to być przyszłość ogniw słonecznych o podwójnej wydajności istniejących ogniw słonecznych.

Co To Jest Natężenie Promieniowania I Nasłonecznienie?

wydajność produkcji energii elektrycznej z panelu słonecznego zależy również od ilości światła słonecznego padającego na jego powierzchnię.

dwa słoneczne terminy używane są ważne w zrozumieniu energii słonecznej spadającej na ziemię i jak ją mierzymy. Jest to sposób pomiaru lub obliczenia, ile energii elektrycznej możemy wygenerować z naszego panelu słonecznego.

• natężenie promieniowania to moc (ilość energii na jednostkę czasu) światła słonecznego na jednostkę powierzchni (Wat/sq. m lub W / m2).
• nasłonecznienie to energia światła słonecznego na jednostkę powierzchni w czasie (kilo Watogodzina / sq. m lub kWh / m2).

gdy nasłonecznienie jest wysokie, tym wyższa produkcja energii elektrycznej z paneli słonecznych i lepsza wydajność. W przypadku stałych paneli słonecznych nie dzieje się to w sposób ciągły, ponieważ nie wychodzą na słońce przez cały dzień.

to jest powód, dla którego stałe panele słoneczne są nieefektywne w obu stronach połowy dnia, nawet jeśli układ paneli słonecznych jest umieszczony dokładnie pod najlepszym kątem od ziemi i jest skierowany na południe (jeśli na półkuli północnej).

jak zwiększyć wydajność paneli słonecznych za pomocą koncentratora słonecznego

zastosowanie koncentratora słonecznego do paneli słonecznych może zwiększyć ich wydajność nawet o 40%. Niektóre firmy skomercjalizowały tę technologię i jest ona dość wydajna, jeśli jest trochę droga.

soczewka zwana „soczewką Fresnela” służy do koncentracji światła słonecznego na ogniwie słonecznym. Te ogniwa słoneczne są wykonane w zależności od poziomu stężenia soczewki. Soczewki o niskim stężeniu współpracują z ogniwami krzemowymi i nie wymagają śledzenia ani chłodzenia.

soczewki o średniej wytrzymałości współpracują z krzemowymi, kadmowymi i tellurkowymi ogniwami słonecznymi, które wymagają pewnego chłodzenia i śledzenia.

soczewka o wysokim stężeniu współpracuje z ogniwami wielowątkowymi lub wielowątkowymi i wymaga rozległego chłodzenia i śledzenia.

kolektory słoneczne są wykonane w specyficzny sposób – nie są jak tradycyjne kolektory słoneczne. Światło słoneczne koncentruje się na bardzo małym obszarze, na którym znajduje się ogniwo słoneczne.

koncentracja światła słonecznego na tradycyjnym panelu słonecznym nie jest zbyt duża i może uszkodzić panel słoneczny nadmiernym natężeniem promieniowania prowadzącym do ciepła, co również zmniejsza ogólną wydajność.

zwiększenie wydajności paneli słonecznych za pomocą luster-paneli z reflektorem słonecznym

trwają i są bardzo obiecujące badania nad ulepszeniem systemów paneli słonecznych. Różni badacze w USA i Indiach próbowali dodać lustra przylegające do paneli słonecznych. Lustra te, gdy są trzymane pod określonym kątem, zwiększają produkcję energii elektrycznej z paneli do 30%.

należy unikać nadmiernego nagrzewania paneli słonecznych, jeśli ta technologia ma zostać skomercjalizowana, ale będzie to błogosławieństwo dla chłodniejszych regionów o wysokim poziomie nasłonecznienia. Jedna praca opublikowana w IEEE 's Journal of Photovoltaic’ s udowadnia skuteczne wykorzystanie luster jako reflektorów w farmach słonecznych w celu zwiększenia produkcji energii.

jak zwiększyć moc panelu słonecznego poprzez optymalizację kąta panelu

idealnie panel słoneczny powinien być skierowany do słońca prostopadle, a dzieje się tak, gdy jest umieszczony pod określonym kątem w stosunku do ziemi. W przypadku stałego panelu słonecznego pod określonym kątem od ziemi energia słoneczna uderzająca w panel słoneczny jest maksymalna tylko w połowie dnia.

jeśli jesteś na półkuli północnej, panel słoneczny powinien być skierowany na południe, a jeśli na półkuli południowej powinien być skierowany na północ. Kąt panelu słonecznego, pod którym powinien być nachylony od powierzchni Ziemi, jest inny dla różnych lokalizacji na Ziemi.

istnieje wiele obliczeń, aby uzyskać dokładny kąt panelu słonecznego, aby uzyskać maksymalną wydajność dla danej lokalizacji. Mimo to stała orientacja panelu nie jest optymalna dla osiągnięcia maksymalnej mocy. Obliczenia te są wykonywane ręcznie lub przy użyciu algorytmów.

najprostszym jest utrzymanie kąta nachylenia +15o szerokości geograficznej miejsca na zimę i -15o na lato. Również kąt nachylenia można zmieniać cztery razy w roku, aby uzyskać maksymalną wydajność ze stałego panelu słonecznego.

jednak najlepiej jest śledzić ruch słońca i generować maksymalną energię przez cały rok,co jest kosztowne, ale przynosi znacznie wyższy zwrot z inwestycji w urządzenia do śledzenia.

sezonowe i regionalne różnice w poziomach napromieniowania lub nasłonecznienia

bezpłatne źródło do sprawdzania regionalnych różnic w poziomach nasłonecznienia zapewnia NASA jako przeglądarka danych zasilania. Uzyskanie podstawowych informacji o rocznym poziomie nasłonecznienia w Twojej lokalizacji może dać ci dobre pojęcie o potencjale energii słonecznej i o tym, ile energii elektrycznej można wygenerować na metr kwadratowy paneli słonecznych.

jak zwiększyć wydajność paneli słonecznych za pomocą automatycznego trackera słonecznego

słonecznik, który podąża za każdym ruchem słońca. To jest to, co jest rzeczywiście wymagane, aby uzyskać maksymalną wydajność z panelu słonecznego przez cały rok.

nie możemy powstrzymać chmur blokujących słońce, więc oczywiście przegrywamy, ale gdy słońce jest śledzone przez panel słoneczny, jak słonecznik, działa z maksymalną wydajnością.

dwa rodzaje śledzenia-pojedyncza oś i podwójna oś.

śledzenie pojedynczej osi zwiększa moc wyjściową z panelu słonecznego o 20%, a śledzenie podwójnej osi zwiększa ją o 30%.

Poniższy wykres opublikowany w badaniu przeprowadzonym na temat wydajności śledzenia pojedynczej i podwójnej osi pokazuje porównanie paneli śledzenia pojedynczej i podwójnej osi Z panelami stałymi.

porównanie stałego panelu słonecznego z pojedynczym trackerem na lewym wykresie i podwójnym trackerem na prawym wykresie można zobaczyć powyżej.

wczesne szczyty o 8 rano i 6 wieczorem wyraźnie wskazują na potencjał podwójnego trackera do zwiększenia wydajności paneli słonecznych w ciągu dnia. Jeśli nasze panele słoneczne mogą być wykonane do śledzenia słońca poprzez obrót podwójnej osi, będzie to najlepsza rzecz do zrobienia, aby zwiększyć wydajność.

kilka silników i czujnik promieniowania sprawia, że jest to łatwe i powinno być brane pod uwagę we wszystkich domowych instalacjach solarnych.

jak zmierzyć moc wyjściową panelu słonecznego

moc wyjściowa energii elektrycznej z panelu słonecznego może być mierzona za pomocą urządzenia znanego jako multimetr. Multimetr mierzy prąd, rezystancję i napięcie w dowolnym obwodzie.

panel słoneczny powinien uzyskać pełne światło słoneczne od strony Słońca pod optymalnym kątem, a następnie dowiesz się o mocy panelu słonecznego w tym konkretnym przypadku.

• moc = Ampery x Napięcie

aby obliczyć moc panelu słonecznego, musisz uzyskać natężenie i napięcie z multimetru i pomnożyć je razem.

Sprawdź tył lub bok panelu, aby znaleźć napięcie obwodu otwartego (Voc) i prąd roboczy jako (Imp). Biorąc je za punkt odniesienia, można sprawdzić panel słoneczny, podłączając jego Przewody do multimetru i zoptymalizować go, aby sprawdzić prąd i napięcie.

dobrym sposobem na przetestowanie mocy wyjściowej panelu słonecznego w całym jego zakresie jest posiadanie środków do zwarcia przewodów (nie zostanie uszkodzona) i zamiatania napięcia do maksimum w krokach, mierząc ampery x wolty na każdym kroku.

jest to świetny sposób na uzyskanie krzywej mocy wyjściowej i pokaże wszelkie rozbieżności w mocy wyjściowej dla różnych obciążeń. Prąd zwarciowy (Isc) i tak jest bardzo zbliżony do pełnego prądu znamionowego, więc nie jest szkodliwy dla panelu.

podobne pytania

dlaczego panele słoneczne wychodzą na południe?

panele słoneczne powinny być skierowane na południe na półkuli północnej, gdy słońce podąża po niebie w tym kierunku. Na półkuli południowej panele słoneczne powinny być skierowane na północ.

jak produkowane są panele słoneczne?

monokrystaliczne panele słoneczne są wytwarzane przez połączenie pojedynczych ogniw słonecznych wyhodowanych z jednego cylindrycznego wlewka krzemu. Polikrystaliczne panele słoneczne są wytwarzane przez cięcie plastrów krzemu z dużego kryształu krzemu i łączenie ich ze sobą.

jak zmaksymalizować wydajność paneli słonecznych?

istnieją trzy powszechne metody stosowane w celu maksymalizacji wydajności paneli słonecznych: Koncentratory słoneczne, które bardziej intensywnie koncentrują światło słoneczne, lustra słoneczne, które odbijają więcej światła na obszarze panelu słonecznego i automatyczne śledzenie, które podąża za słońcem, gdy porusza się po niebie.