Efektywność paneli słonecznych: kluczowe rzeczy dla energii słonecznej w domu

Podczas czytania informacji na temat paneli słonecznych można często usłyszeć termin „wydajność”. Z pewnością brzmi to dobrze, ale czym właściwie jest wydajność paneli słonecznych? Jak to jest mierzone?

Omówimy niektóre z głównych czynników wpływających na wydajność paneli słonecznych oraz czynniki środowiskowe, które ją osłabiają. W szczególności zajmiemy się wydajnością ogniw słonecznych opartych na krzemie, ponieważ jest to obecnie zdecydowanie najpopularniejszy materiał na rynku energii słonecznej do zastosowań mieszkaniowych

Jaka jest wydajność paneli słonecznych?

Efektywność paneli słonecznych to miara ilości energii słonecznej, którą dany panel może przekształcić w użyteczną energię elektryczną. Odbywa się to poprzez przechwytywanie prądu elektrycznego generowanego, gdy światło słoneczne oddziałuje z krzemem lub cienkowarstwowymi ogniwami wewnątrz panelu słonecznego. Te ogniwa słoneczne są ciasno upakowane obok siebie w szklanych prostokątach zaprojektowanych tak, aby przyciągać światło słoneczne. Więcej o produkcji paneli słonecznych przeczytasz w tym poście.

Następnie energia jest przetwarzana, wysyłana do skrzynki z wyłącznikami i rozprowadzana po całym domu. Jest mierzony dość prosto. Jeśli panel słoneczny ma 20-procentową wydajność, oznacza to, że jest w stanie przetworzyć 20 procent padającego na niego światła słonecznego w energię elektryczną. Najwyższa wydajność paneli słonecznych może osiągnąć prawie 23 procent wydajności. Jednak średnia sprawność paneli słonecznych mieści się w przedziale od 15 do 18 procent.

Czynniki wpływające na wydajność paneli słonecznych

W równaniu wydajności ogniwa słonecznego odgrywa wiele czynników wewnętrznych i naukowych. Ale są dwa główne elementy:

• Efektywność odbicia
• Sprawność termodynamiczna

Skuteczność odbicia zależy od tego, ile światła słonecznego jest odbijane z powrotem, a nie pochłaniane i używane. Im mniej odbić w ogniwach słonecznych, tym lepiej. Odbicie krzemu może wynosić nawet 38 procent, chociaż większość ogniw słonecznych ma kształt niewielkiej mikropiramidy. Zmniejsza to współczynnik odbicia do około 11 procent.

Istnieją sposoby na zmniejszenie współczynnika odbicia, takie jak powłoki przeciwodblaskowe. Naprawdę zaawansowana konstrukcja ogniw słonecznych lub „układanie w stosy mikro- i nanometrów na większych strukturach” może obniżyć współczynnik odbicia do zaledwie 1 lub 2 procent.

Efektywność termodynamiczna to maksymalna możliwa wydajność. Jest to wysokość, na której energia słoneczna może zostać zamieniona na elektryczność. Ta liczba wynosi około 86 procent, czyli granicę sprawności termodynamicznej.

Sposób, w jaki fotony oddziałują z ogniwami słonecznymi, mogą generować energię elektryczną tylko z energii słonecznej do określonego punktu. Po tym momencie (86 procent) powstaje energia cieplna lub ciepło.

Jednym ze sposobów poprawy wydajności termodynamicznej jest konstrukcja wielozłączowych lub tandemowych ogniw słonecznych.

Poprawia to wydajność poprzez podział widma słonecznego na mniejsze obszary, co podnosi granicę wydajności dla każdej sekcji.

Czynniki środowiskowe wpływające na wydajność ogniw słonecznych

Cień z pobliskich budynków, drzew lub duże zachmurzenie to bolączki wydajności. W końcu, w jaki sposób Twoje fachowo zaprojektowane panele słoneczne mogą wytwarzać energię elektryczną bez światła słonecznego? Chociaż trochę światła przedostaje się przez chmury.

Znaczne ilości brudu i kurzu mogą również zmniejszyć wydajność. W większości panele słoneczne są samoczyszczące. Deszcz może zresetować wydajność panelu w ciągu zaledwie kilku minut. Jeśli mieszkasz w szczególnie suchym regionie i silne burze piaskowe stanowią problem, możesz zechcieć samodzielnie oczyścić panele. Oto, jak sprawdzić, czy panele wymagają czyszczenia i jak się tym zająć.

Powszechnym błędem jest przekonanie, że zimowa pogoda będzie oznaczać niższą wydajność. Często jest odwrotnie. Chociaż panele słoneczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymywać średnie temperatury, są bardziej skłonne do lepszego działania, gdy są chłodniejsze. Dotyczy to większości urządzeń elektronicznych. A ponieważ panele słoneczne potrzebują światła (nie ciepła) ze słońca, jasne zimowe dni mogą być jednymi z najbardziej produktywnych.

Śnieg to kolejny obszar łączony z wydajnością paneli słonecznych. Cienka warstwa śniegu nie zmniejszy zbytnio wydajności słonecznej. Przeczytaj więcej o rozwiązaniach na wypadek intensywnych opadów śniegu  tutaj

Znaczenie efektywności w domowych rozwiązaniach solarnych

Oczywiście wydajność nie jest jedynym czynnikiem decydującym o tym, że panele słoneczne są odpowiednie dla Twojego domu. Możesz nie potrzebować najbardziej wydajnych paneli słonecznych, jeśli masz wystarczająco dużo miejsca na dachu na mniej wydajne, ale tańsze panele.

Kierunek, w którym zwrócony jest dach, pochylenie, styl i powierzchnia dachu decydują o tym, które panele będą dla Ciebie najlepsze. Jeśli ciekawi Cię, jak przyjazna dla słońca jest Twoja nieruchomość, dowiedz się tutaj.