Hur ökar solpanelens effektivitet? Vad Gör En Solpanel Effektivare?

den här sidan kan innehålla affiliate-länkar, kolla in vår informationspolicy här.

effektiviteten hos en solpanel är en viktig faktor när man använder den som en livskraftig kraftkälla – ju högre effektivitet då desto mer kostnadseffektiv installation blir . Konstant forskning ger dock resultat och utveckling av denna teknik och förbättrad effektivitet hos solceller är huvudområdet i fokus.

när forskare började utforska denna teknik 1839 förutspådde de att solcellernas effektivitet skulle nå 1% effektivitet 1948-detta ansågs vara bra. Idag har vi solcellsteknologier som når 40% effektivitet eller mer, men med en stor kostnad och används vanligtvis för specialinsatser som NASAs rymdutforskning.

men hur är det med oss på jorden?

det finns tre vanliga metoder som används för att maximera solpanelens effektivitet: solkoncentratorer som koncentrerar solljuset mer intensivt, solspeglar som reflekterar mer ljus på solpanelområdet och automatisk spårning, som följer solen när den rör sig över himlen.

vad är solceller gjorda av och hur fungerar de?

solpanelen, även känd som solmodul, kallas tekniskt PV eller fotovoltaisk. Den består av ett antal enskilda solceller. Dessa solceller definierar typen av solpanel.

vissa paneler är svarta och vissa blå i färg. Vissa har diamantvita former mellan de horisontella och vertikala linjerna och vissa har inte dessa diamanter.

färgen, designen och storleken på solpanelen beror på vilken typ av solcell som används. Formen på solpanelen är utformad för att få maximal användning av tillgängligt område och rektangelformen gör det bara mer ”praktiskt” och billigare att tillverka.

i grund och botten är kärnan i elproduktion från en solinstallation solcellen.

det finns många typer av solceller. De viktigaste tre typer som används och finns på marknaden idag är:

• monokristallin eller enkel kiselkristall
  Poly-kristallin eller multi-kiselkristall
  tunnfilm (kan vara amorft kisel eller andra ämnen som kadmium, koppar och gallium etc)

effektiviteten hos dessa tre typer av solceller är:

• monokristallin: 22%
• Poly-kristallin: 15%
• tunnfilm: 10%

även den högsta effektiviteten hos monokristallina solpaneler är inte för bra ur en lekmans perspektiv. Varför så lågt? I dessa högteknologiska tider verkar det otroligt att vi inte kan ha supereffektiva fotovoltaiska celler att använda i hem.

varför är solpaneler så ineffektiva?

dessa solceller är så ineffektiva på grund av tillverkningsprocessen, materialet de är gjorda av och processen genom vilken dessa material genererar elektrisk kraft.

solens ljus består också av paket eller fotoner av energi. Dessa fotoner träffar solpanelen och utbyter sin energi med elektroner i materialet som börjar flyta över kisel P-N-korsningar och börjar generera ström.

processen för energiomvandling och energiförlusten i processen beror på vilken typ av solmaterial (kisel) som används för att göra solcellerna.

när det gäller kiselmaterialbaserade solceller, när de får solens energiska fotoner av ljus, förlorar de 23% av sin energi eftersom de inte är tillräckligt energiska för att energisera elektroner i kiselkristallgitteret.

ytterligare 33% är så energiska att när de träffar solmaterial förloras energi i form av värme.

omkring 16% förloras av elektronerna själva under processen. Teoretiskt kan solceller gjorda av kisel nå maximal effektivitet på cirka 33% men för praktiska ändamål är praktiskt taget maximal effektivitet för kommersiella solpaneler 22%.

kiselbaserade solceller har registrerats med 40% effektivitet i laboratorieförhållanden och andra material Finns som har fotovoltaiska egenskaper. Dessa är för dyra just nu så kisel solceller är det enda spelet i stan för tillfället.

NASA: s Glenn Research Center har utvecklat en hybrid solcell som består av kisel, tunnfilmsmaterial och selen med effektivitet från 30%-40%.

om produktionskostnaden sänks kan detta vara framtiden för solceller med dubbla effektiviteten hos befintliga solceller.

Vad Är Irradians Och Insolation?

effektiviteten i elproduktionen från en solpanel beror också på mängden solljus som faller på dess yta.

två soltermer som används är viktiga för att förstå solenergin som faller på jorden och hur vi mäter den. Det är ett sätt att mäta eller beräkna hur mycket el vi kan generera från vår solpanel.

• irradians är effekten (mängden energi per tidsenhet) av solljus per ytenhet (Watt/kvm). m eller W / m2).
• Insolation är energin av solljus per ytenhet över tiden (kilo Watt timme / kvm. m eller kWh / m2).

när insolationen är hög, desto högre elproduktion från solpaneler och bättre effektivitet. För fasta solpaneler sker detta inte kontinuerligt eftersom de inte möter solen hela dagen.

detta är anledningen till att fasta solpaneler är ineffektiva under vardera sidan av mitten av dagen, även om solpanelmatrisen placeras i exakt den bästa vinkeln från marken och vetter mot söder (om på norra halvklotet).

hur man gör solpaneler effektivare med hjälp av en solkoncentrator

användningen av en solkoncentrator för solpaneler kan öka effektiviteten upp till 40%. Vissa företag har kommersialiserat denna teknik och det är ganska effektivt, om det är lite dyrt.

en lins som kallas Fresnel-lins används för att koncentrera solljus på solceller. Dessa solceller tillverkas beroende på linsens koncentrationsnivå. Linser med låg koncentration arbetar med kiselceller och kräver inte spårning eller kylning.

medium styrka koncentrationslinser arbetar med kisel, kadmium och tellurid solceller som kräver viss kylning och spårning.

hög koncentration lins arbete med multi-junction eller multi-material cell och kräver omfattande kylning och spårning.

koncentrerande solpaneler tillverkas på ett specifikt sätt-de är inte som traditionella solpaneler. Solljuset koncentrerar sig på ett mycket litet område där solcellen placeras.

att koncentrera solljus på en traditionell solpanel är inte mycket användning och kan skada solpanelen med överskott av strålning som leder till värme, vilket också minskar den totala effektiviteten ändå.

ökad solpanelseffektivitet med speglar – solreflektorpaneler

forskning pågår, och det är mycket lovande, för att förbättra solpanelsystem. Olika forskare i USA och Indien har försökt lägga till speglar intill solpanelerna. Dessa speglar när de hålls i specifika vinklar tenderar att öka elproduktionen från paneler upp till 30%.

överuppvärmning av solpaneler ska undvikas om denna teknik ska kommersialiseras men det kommer att vara en välsignelse för kallare regioner med höga insolationsnivåer. Ett arbete publicerat i IEEE ’s Journal of Photovoltaic’ s bevisar den framgångsrika användningen av speglar som reflektorer i solparker för att öka sin energiproduktion.

hur man ökar solpanelens kraft genom att optimera Panelens vinkel

helst bör solpanelen vända mot solen vinkelrätt och detta händer när den placeras i en viss vinkel i förhållande till marken. För en fast solpanel i en viss vinkel från marken är solens energi som slår en solpanel maximal endast under mitten av dagen.

om du befinner dig på norra halvklotet ska solpanelen vända mot söder och om den på södra halvklotet ska vända mot norr. Vinkeln på solpanelen vid vilken den ska lutas från jordens yta är olika för olika platser på jorden.

det finns antal beräkningar för att komma till den exakta vinkeln på solpanelen för att få maximal effektivitet för en viss plats. Ändå är fast orientering av panelen inte optimal för att nå maximal kraftproduktion. Dessa beräkningar görs antingen manuellt eller med hjälp av algoritmer.

det enklaste är att hålla lutningsvinkeln +15o latitud för platsen för vintern och-15o för sommaren. Även lutningsvinkeln kan ändras fyra gånger på ett år för att få maximal effektivitet från en fast solpanel.

det är dock bäst att fortsätta spåra solens rörelse och generera maximal energi hela tiden på året, vilket är dyrt men ger mycket högre avkastning på investeringen för spårningsutrustningen.

säsongsmässiga och regionala skillnader i bestrålnings-eller insolationsnivåer

en fri källa för kontroll av regionala variationer i insolationsnivåer tillhandahålls av från NASA som Power Data Access Viewer. Att få lite grundläggande information om årlig insolationsnivå på din plats kan ge dig en bra uppfattning om solenergins potential och hur mycket el du kan generera per kvadratmeter solpaneler.

hur man ökar solpanelens utgång med automatisk solspårare

Solrosen som följer varje rörelse av solen. Detta är vad som faktiskt krävs för att få maximal effektivitet från en solpanel hela året.

vi kan inte stoppa molnen som blockerar solen, så vi förlorar uppenbarligen där ute men när solen spåras av solpanelen som en solros fungerar den med maximal effektivitet.

de två typerna av spårning-enkel axel och dubbel axel.

enkel axelspårning ökar effekten från solpanelen med 20% och dubbelaxelspårning ökar den med 30%.

grafen nedan publicerad i en studie gjord på effektivitet av enkel-och dubbelaxelspårning visar jämförelsen av spårningspaneler med en och två axlar med fasta paneler.

jämförelsen av fast monterad solpanel med enkel tracker på vänster graf och dubbel tracker på höger graf kan ses ovan.

de tidiga topparna klockan 8 på morgonen och 6 på kvällen indikerar tydligt potentialen hos dual tracker för att öka solpanelernas effektivitet över dagsljus. Om våra solpaneler kan göras för att spåra solen genom dubbelaxelrotation, är det det bästa du kan göra för att öka effektiviteten.

ett par motorer och strålningssensor gör det enkelt möjligt och bör övervägas för alla inhemska solinstallationer.

hur man mäter solpanelens uteffekt

elproduktion från en solpanel kan mätas med en enhet som kallas multimeter. En multimeter mäter ström, motstånd och spänning i vilken krets som helst.

solpanelen ska få fullt solljus från att vända mot solen i optimal vinkel och sedan ta reda på solpanelens effekt vid den specifika instansen.

• wattal = ampere x spänning

för att beräkna wattal för en solpanel måste du få strömstyrka och spänning från multimetern och multiplicera dem tillsammans.

kontrollera baksidan eller sidan av panelen för att hitta dess öppna kretsspänning (Voc) och driftström som (Imp). Med dessa som referens kan du kontrollera solpanelen genom att ansluta ledningarna till multimetern och optimera den för att kontrollera ström och spänning.

ett bra sätt att testa en solpanelens Watt-utgång över sitt sortiment är att ha ett sätt att kortsluta ledningarna (det kommer inte att skadas) och sopa spänningen upp till det maximala i steg medan man mäter ampere x volt vid varje steg.

Detta är ett utmärkt sätt att härleda en effektkurva och visar eventuella skillnader i uteffekt för olika belastningar. Kortslutningsström (Isc) är ändå mycket nära full effekt, så det är inte skadligt för panelen.

relaterade frågor

varför möter solpaneler söder?

solpaneler ska vända söderut på norra halvklotet när solen spårar över himlen i den riktningen. På södra halvklotet bör solpaneler möta norr.

hur tillverkas solpaneler?

monokristallina solpaneler tillverkas genom att ansluta enskilda solceller odlade från en enda rörformig göt av kisel. Polykristallina solpaneler tillverkas genom att skära kiselskivor bildar en stor kiselkristall och förbinder dem tillsammans.

Hur maximerar jag solpanelens effektivitet?

det finns tre vanliga metoder som används för att maximera solpanelens effektivitet: solkoncentratorer som koncentrerar solljuset mer intensivt, solspeglar som reflekterar mer ljus på solpanelområdet och automatisk spårning, som följer solen när den rör sig över himlen.