Zawartość
Fotowoltaiczne panele słoneczne przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną, więc można by pomyśleć, że im więcej światła słonecznego, tym lepiej. Nie zawsze jest to prawdą, ponieważ światło słoneczne składa się nie tylko ze światła, które widzisz, ale także z niewidzialnego promieniowania podczerwonego, które przenosi ciepło. Twój panel słoneczny będzie działał świetnie, jeśli dostanie dużo światła, ale gdy robi się cieplej, jego wydajność spada.
Energia z fotowoltaiki
Fotowoltaiczne panele słoneczne to zespoły pojedynczych ogniw wykonane z materiału półprzewodnikowego. Napięcie wywierane przez ogniwo słoneczne zależy głównie od wyboru półprzewodnika i szczegółów warstw półprzewodnikowych. Krzemowe ogniwa słoneczne - najczęstszy wybór - emitują około pół wolta z każdego ogniwa. Prąd generowany przez ogniwo słoneczne jest funkcją ilości światła słonecznego, które go uderza. Im więcej światła słonecznego pada, tym więcej prądu będzie generować, aż do granic komórki. Energia elektryczna jest iloczynem prądu i napięcia. Mały panel słoneczny może mieć 36 ogniw połączonych ze sobą, aby wytworzyć łącznie około 18 woltów przy prądzie 2 amperów. Ten panel słoneczny byłby oceniany na 18 woltów x 2 amperów = 36 watów mocy szczytowej. Jeśli jest oświetlone przez godzinę, wówczas wytworzy 36 watogodzin energii.
Spadek napięcia
Producenci paneli słonecznych testują swoje produkty w standardowych warunkach 25 stopni Celsjusza (77 stopni Fahrenheita) z nasłonecznieniem 1000 watów na metr kwadratowy. Nasłonecznienie jest miarą tego, ile energii słonecznej dociera do każdego metra kwadratowego prostopadłego do kierunku światła słonecznego. Nasłonecznienie może być wyższe niż 1000 watów na metr kwadratowy około południa w bardzo czyste dni, a to sprawi, że panel słoneczny będzie generował więcej prądu, co oznacza większą moc. Niestety, to inna historia z temperaturą. Gdy temperatura ogniw słonecznych wzrośnie powyżej 25 stopni Celsjusza, prąd rośnie bardzo nieznacznie, ale napięcie maleje szybciej. Efektem netto jest spadek mocy wyjściowej wraz ze wzrostem temperatury. Typowe krzemowe panele słoneczne mają współczynnik temperaturowy od około -0,4 do -0,5 procent. Oznacza to, że dla każdego stopnia Celsjusza powyżej 25 moc wyjściowa z tablicy spadnie o ten procent. W 45 stopniach Celsjusza (113 stopni Fahrenheita) 40-watowy panel słoneczny o współczynniku temperaturowym -0,4 wytworzyłby mniej niż 37 watów.
Temperatura kompensacji
Wydajność twojego panelu słonecznego jest podawana dla 25 stopni Celsjusza i spada wraz ze wzrostem temperatury. Na szczęście znów rośnie wraz ze spadkiem temperatury. Jeśli jesteś w regionie umiarkowanym, wydajność, którą stracisz w letnim upale, powróci w chłodne, czyste zimowe dni. Jeśli to dla ciebie za mało pocieszenia, możesz również zbudować swój panel słoneczny, aby wykorzystać naturalne efekty chłodzenia prądów kierujących wiatr, aby odprowadzić ciepło z paneli słonecznych. W przypadku systemów montowanych na dachu może to być tak proste, jak pozostawienie 6 cali wolnej przestrzeni między panelami a dachem. Możesz zastosować bardziej aktywne podejście do chłodzenia, stosując chłodzenie wyparne - wykorzystując odparowanie wody do schłodzenia paneli w taki sam sposób, jak pot chłodzi skórę w upalny dzień.
Inne materiały słoneczne
Alternatywa dla tradycyjnych krzemowych paneli słonecznych występuje w postaci cienkich warstw. Są wykonane z różnych materiałów półprzewodnikowych, a ich współczynnik temperaturowy jest tylko o połowę niższy niż krzemu. Panele cienkowarstwowe nie zaczynają się od tak wysokiej wydajności jak fotowoltaika z krzemu krystalicznego, ale ich niższa wrażliwość na wyższe temperatury czyni je atrakcyjną opcją w bardzo gorących miejscach. Panele cienkowarstwowe stosuje się dokładnie tak samo, jak ich krystaliczne odpowiedniki, ale zazwyczaj są one o kilka procent mniej wydajne. Ich współczynnik temperaturowy wynosi od około -0,2 do -0,3 procent. Istnieją inne krystaliczne materiały, które zaczynają z wyższą wydajnością niż krzem, a także mają dodatni współczynnik temperaturowy. Oznacza to, że stają się lepsze wraz ze wzrostem temperatury. Są również bardzo drogie, co ogranicza ich użycie do niektórych specjalistycznych aplikacji. W końcu jednak mogli dotrzeć do domów mieszkalnych.