W uproszczeniu sprawność modułu fotowoltaicznego można opisać jako współczynnik konwersji światła słonecznego na energię elektryczną. Typowa wydajność modułów fotowoltaicznych mieści się w zakresie od 15 do 20 procent, podczas gdy najbardziej wydajne moduły fotowoltaiczne na rynku mają nieco ponad 22 procent sprawności. Niektóre prototypy laboratoryjne osiągnęły wydajność powyżej 40 procent, ale nadal są zaporowo drogie i niedostępne do użytku komercyjnego.
Wydajność modułu fotowoltaicznego opisuje, ile światła słonecznego jest zamieniane na energię elektryczną. Na przykład, jeśli panel o 20-procentowej wydajności zostanie umieszczony pod 1000 watów światła słonecznego, wytworzy 200 watogodzin-energii elektrycznej na godzinę.
Jeśli moduły fotowoltaiczne różnych marek są wystawione na to samo światło słoneczne, moduł fotowoltaiczny o najwyższej wydajności wygeneruje największą ilość energii elektrycznej (kwh) dziennie.
1. Dlaczego wydajność jest tak niska?
Wydajność modułów fotowoltaicznych jest często źle rozumiana. Elektrownie na gaz ziemny są wydajne w ponad 50 procentach, a panele słoneczne wydają się być bardzo nieefektywne na poziomie 20 procent . Jeśli jednak zdasz sobie z tego sprawę, możesz zrozumieć:
Gaz ziemny, paliwa kopalne itp. uwalniają moc w kontrolowanych warunkach i maksymalnie ograniczają straty energii oraz przekształcają pracę w energię elektryczną.
Moduł fotowoltaiczny zamienia część światła na energię elektryczną, gdy światło słoneczne normalnie pada na powierzchnię modułu. Niektóre długości fal światła słonecznego nie mają zdolności wytwarzania energii lub zdolność wytwarzania energii jest bardzo niska, a niektóre światło podczerwone ma lepszy efekt wytwarzania ciepła, a wytwarzanie ciepła wpłynie na wydajność konwersji fotoelektrycznej. Zatem moduły fotowoltaiczne mogą pochłaniać jak najwięcej światła, ale nie mogą go wykorzystać w całości.
Ponadto energia cieplna musi kupować paliwa kopalne, które podczas spalania generują emisje, podczas gdy światło słoneczne, które umożliwia działanie modułów fotowoltaicznych, jest bezpłatne i czyste.
Moduły fotowoltaiczne są często krytykowane za to, że są nieefektywne, a moduł 1,000-watowy, przy sprawności konwersji wynoszącej 20 procent , wydaje się marnować 800 watów. Pamiętaj jednak, że zanim nie było modułów fotowoltaicznych, zmarnowaliśmy całe 1000 watów światła słonecznego!
Prawdą jest stwierdzenie, że moduły fotowoltaiczne czerpią energię z obfitych zasobów, które w przeciwnym razie zostałyby zmarnowane. Co więcej, w porównaniu z ilością zasobów, zasoby paliw kopalnych są ograniczone, a wydobycie wymaga kosztów, a wszelkie nieefektywności doprowadzą do marnotrawstwa paliwa, kosztów operacyjnych i większej ilości gazów cieplarnianych.
Nawet jeśli sprawność konwersji modułów fotowoltaicznych wynosi tylko około 20 proc., zasób jej mianownika światła słonecznego jest nieograniczony, a jedynym ograniczeniem jest to, że powierzchnia użytkowa może być większa, dlatego naukowcy starają się poprawić sprawność i maksymalnie obniżyć koszty .
Nawet jeśli moduły fotowoltaiczne znajdują się w dolnej części klasy efektywności, nie ma to wpływu na wykorzystanie energii słonecznej. W praktyce niższa sprawność konwersji często oznacza, że systemy fotowoltaiczne wymagają tańszych inwestycji i potencjalnie krótszych okresów zwrotu. Wyższa wydajność zwykle oznacza bardziej zaawansowaną technologię, a zatem wiąże się z wyższą ceną. W takim przypadku musisz upewnić się, że dodatkowe oszczędności mogą zrekompensować dodatkowy koszt. Moduły fotowoltaiczne, które osiągają najwyższy zwrot z inwestycji i najkrótszy okres zwrotu, niekoniecznie są najbardziej wydajne.
2. Jak obliczyć sprawność modułów PV?
Wydajność modułów fotowoltaicznych jest obliczana na podstawie zestawu standardowych warunków testowych (STC), które są stosowane w całej branży fotowoltaicznej. Zostały one przetestowane w warunkach laboratoryjnych przy źródle światła o mocy 1,000 wata na metr kwadratowy i temperaturze powierzchni modułu fotowoltaicznego 25 stopni . Podobnie testowe źródło światła musi w pełni symulować propagację światła słonecznego w atmosferze.
Podczas instalacji modułów fotowoltaicznych w domach i firmach warunki terenowe różnią się od idealnych warunków laboratoryjnych. W rezultacie rzeczywiste sprawności uzyskiwane przez moduły fotowoltaiczne różnią się od sprawności laboratoryjnych. Jednak standardowe oceny wydajności są przydatne do porównywania modułów fotowoltaicznych w tych samych warunkach.
Moduły fotowoltaiczne można również testować w innych warunkach zwanych NOCT, które reprezentują nominalną temperaturę pracy ogniwa. Warunki te mają na celu symulację typowych lokalizacji projektu, a test wydajności NOCT uwzględnia czynniki ignorowane w teście STC. Należy jednak pamiętać, że obie są wartościami odniesienia dla wydajności panelu. Aby poznać dokładną wydajność, jaką panel słoneczny może osiągnąć w Twoim domu, musisz zaopatrzyć się w profesjonalny projekt oparty na-ocenie na miejscu.
Ponadto certyfikacja CQC lidera modułów fotowoltaicznych określa również poziom produktów efektywności energetycznej. Obliczenie wydajności konwersji modułu różni się od wydajności konwersji akumulatora, ponieważ moduł zawiera pewne nadmiarowe obszary inne niż ogniwo, takie jak rama i odstęp między ogniwami. Czekać. Ocenę wydajności tego produktu można poznać z Certyfikatu Lidera Modułu Fotowoltaicznego CQC.
3. Możesz również zwiększyć wydajność wytwarzania energii przez swoje moduły
Wraz z rozwojem technologii produkcji ogniw słonecznych moduły fotowoltaiczne stały się bardziej wydajne. Czynnik ten jest poza kontrolą właścicieli domów i firm korzystających z komponentów. Jednak inteligentne decyzje projektowe mogą również poprawić wydajność systemów słonecznych.
Kątowa utrata sprawności modułów fotowoltaicznych jest bardzo ważnym czynnikiem w procesie projektowania. Orientacja modułów fotowoltaicznych wpływa na sprawność wytwarzania energii, a umieszczenie ich w najlepszej pozycji, najlepszym nachyleniu, zwiększy wytwarzanie energii:
Moduły fotowoltaiczne, które odbierają światło słoneczne z przodu, generują więcej mocy niż te, które odbierają światło słoneczne po przekątnej. Idealnie, komponenty powinny mieć orientację, która maksymalizuje wydajność w bezpośrednim świetle słonecznym.
Firmy fotowoltaiczne stosują różne rozwiązania programowe do obliczania kąta modułów fotowoltaicznych w celu uzyskania maksymalnej wydajności. Jeśli mieszkasz na półkuli północnej, dachy zwrócone na południe- zwykle otrzymują najwięcej światła słonecznego, z wyłączeniem czynnika zacieniającego przeszkody. W przypadku krajów na półkuli południowej najlepszy jest dach skierowany na północ-.
Montowane na ziemi- moduły fotowoltaiczne mają większą elastyczność w orientacji, umożliwiając odpowiednią regulację wspornika poprzez obliczenie dokładnego kąta, który maksymalizuje wytwarzanie energii z orientacji wspornika i wydajności śledzenia wspornika.
Bardzo ważna jest współpraca z wykwalifikowaną firmą fotowoltaiczną EPC, ważny jest dobór odpowiedniego produktu i sprawdzenie jego certyfikacji produktu, ponieważ jakość montażu jest równie ważna jak jakość modułów PV.