Как тепло влияет на эффективность солнечных батарей?

Это может показаться нелогичным, но на повышение эффективности солнечной панели отрицательно влияют повышения температуры. Фотоэлектрические модули испытываются при температуре 25 градусов C (STC) - около 77 градусов по Фаренгейту, и в зависимости от места их установки тепло может снизить выходную эффективность на 10-25%. Когда температура солнечной панели увеличивается, ее выходной ток увеличивается экспоненциально, в то время как выходное напряжение уменьшается линейно. На самом деле снижение напряжения настолько предсказуемо, что его можно использовать для точного измерения температуры.

В результате высокая температура может серьезно снизить выработку солнечной энергии. В искусственной среде существует несколько способов борьбы с этим явлением.

Различные конструкции модулей и различные полупроводниковые соединения реагируют на температуру - вот краткое введение в то, что ожидать.

Лучший способ определить устойчивость вашей панели к нагреванию - взглянуть на технические характеристики производителя. Там вы увидите термин, называемый «температурный коэффициент (Pmax.)». Это максимальный температурный коэффициент мощности. Он сообщает, сколько энергии потеряет панель, когда температура поднимется на 1 ° C выше 25 ° C. @ STC (STC - температура стандартного условия испытания, при которой определяется мощность на паспортной табличке модуля).

Например, температурный коэффициент Panasonic HIT 330W N-Type 96 солнечная панель составляет -258% на 1 градус Цельсия. Так, для каждого градуса выше 25 ° C максимальная мощность солнечной панели Panasonic падает на 0,285%, а для каждого градуса ниже она увеличивается на 0,208%. Что это означает, независимо от того, где вы находитесь, ваша панель может зависеть от сезонных колебаний. Тем не менее, температурный коэффициент также говорит о том, что эффективность увеличивается при температурах ниже 25 ° C. Таким образом, в большинстве климатических условий эффективность будет сбалансирована в долгосрочной перспективе.

Для географического региона, где температура выше 25 градусов Цельсия, является нормой, можно рассмотреть альтернативы моно- или поликристаллическим модулям, которые имеют самый высокий КПД (при концентрации 1: 1), но также и самый высокий температурный коэффициент в PMAX. Разработчики проектов могут захотеть рассмотреть тонкопленочные или CdTe-модули - или в случае очень большого проекта, High Concentration PV, который предназначен для жаркого климата, но не применим для небольших проектов.

После того, как технология модуля выбрана для установки, существует несколько способов минимизировать негативные последствия высокие температуры :

• Установите панели на несколько дюймов выше крыши, чтобы конвективный поток воздуха мог охладить панели.

• Убедитесь, что панели изготовлены из светлых материалов, чтобы уменьшить поглощение тепла.

• Переместите компоненты, такие как инверторы и сумматоры, в затененную область за решеткой.

Дополнительную информацию о температурных коэффициентах можно найти в этой исследовательской работе, подготовленной Sandia National Laboratories: «Температурные коэффициенты для фотоэлектрических модулей и массивов» Дэвид Л. Кинг, Джей А. Краточвиль и Уильям Э. Бойсон "(PDF)