Kas päikesepaneelid vajavad otsese päikesevalgust? Milline on tootmine erinevates tingimustes?
Kas päikesepaneelid vajavad otsese päikesevalgust? Milline on tootmine erinevates tingimustes?
Lühike vastus: ei. Fotovoltaiikselülit (pooljuhtseade, mille põhjal toimub fotovoltaiiline efekt) teisendab fotonid vooluks, ning fotonid pärinevad kogu taevalt, mitte ainult otsesest päikesevalgusest. Otsene päikesevalgus annab paneelile nimekirjastatud tootmismäära; hajusvalgus pilvast päeval toodab siiski tavaliselt 10–25% sellest määrast. Tehniline küsimus on see, kui suurt paneelivõrku ning akusid on vaja vastavalt sellele, kui palju valgust paik tegelikult saab – see on pigem mõõtmete valikuküsimus kui füüsikaküsimus.
Milline on tootmine erinevates tingimustes?
| Olukord | Tüüpiline väljund (%) | Märkused |
|---|---|---|
| Selge taevas, otsene päike | 100% (võrdlusväärtus, STC) | Standardsete testtingimuste järgi: 1 000 W/m², 25 °C patarei |
| Pilvane, õhuke kuni paks pilvetäis | 10–80% | Väljund sõltub pilvetihedusest; vahemik ulatub õhukast pilvastast kuni tihedast pilvetäisest olukorrani |
| Tugev pilvatus/vihm | 10–30% optimaalsest väljundist | Vihm puhastab samuti klaasi |
| Osaline varjutus paneelil | 25–50% optimaalsest väljundist | Vähenemine on suurem kui varjutatud pindala (vt allpool) |
| Pilveääre efekt | Lühiajalised tippväärtused üle selge taeva väljundi | Reaalne, kuid ajutine efekt; seda ei tohiks arvesse võtta |
Need vahemikud on planeerimisandmed, mida viitame oma lähteandmetes – need ei ole garantiid. Paikased mõõtmised annavad täpsemat tulemust. Kui projekteerite vastavalt nendele vahemikele, registreerige esmalt nädala jooksul tegelik väljund paigal.
Miks varjutus maksab rohkem kui see pindala, mida see katteb
Osaliselt varjutatud paneel võib kaotada palju enamat energiat kui vaid see osa selle pindalast, mis on tegelikult varjutatud. Selle põhjustavad kaks mehhanismi:
Bypass-diodid: Kui osa moodulit jääb varjutatuks, lõpetavad varjutatud paneelid oma toimimise ning sellest tulenevalt väheneb vool. Mooduli bypass-diodi suunab voolu ümber varjutatud osa, mis kaitseb moodulit, kuid samas jäävad need paneelid tootmisest välja.
Vooljuhtmed: Järjestikuses voolujärjekorras määrab voolu kõige nõrgem komponent – seega üks varjutatud paneel võib kogu voolujärjestuse oma väljundini kaasa tõmmata. Seetõttu võib varju ühel moodulil põhjustada kogu paneelide massiivse tootmisvähenduse (25–50%).
Moodulitasemelised elektroonikaseadmed: Need seadmed tegelevad selle probleemiga otseselt. Mikroinverterid teisendavad alalisvoolu (DC) vahelduvvooluks (AC) igas paneelis; võimsuseoptimeerijad teevad sama alalisvoolu tasandil. Igal juhul lõpetab varjutatud paneel oma naabrite mõju. Kui teie paikas on reaalne varjuallikas (näiteks parapet, puud või masti haru), kulutage eelarve moodulitasemeliste elektroonikaseadmetele või varjutusanalüüsile enne, kui hakkate uusi paneele ostma. Meie varjutusanalüüsitööriist kujutab varjuallikate asukohti kogu aasta jooksul kaardil.
Külm, udune ilm ning temperatuurikorrektsioon: Külma ning uduse tingimustes on vaja temperatuuri mõju tootmisele arvesse võtta, et tagada seadmete korrektne toimimine.
Üks väide lähtekirjast tuleb parandada. Paneelid ei tooda rohkem energiat külmem ilmades, sest „juhtivus paraneb“ – tegelik mehhanism on pinge: paneeli pinge tõuseb, kui temperatuur langeb. Seega võib sama valgusintensiivsuse korral jahedas, pilvis päeval toodetav energiat olla rohkem kui kuumas, niiskes pärastlõunas. Siit tulenevad kaks praktilist tagajärjekorda:
– Talv ei ole nii halb aeg, nagu inimesed arvavad. Külm õhk koos madala päikesenurkaga on sageli parem valik kui niiske suvepärastlõuna. – Lumi on pigem kattemisprobleem kui temperatuuriprobleem. Tootmine langeb, kui lumi jääb klaasile, kuid taastub pärast sulamist või puhastamist. Sile, kalduv pind puhastab lumest ise; madala kalduvusega paneelisüsteemidel lumimaal on vaja puhastusmeetodeid.
Õhusaaste ning niiskus mõjutavad tootmist samal põhjusel nagu pilved – need vähendavad klaasini jõuva kiirguse hulka ning niiske õhk hajutab valguse eemale paneelidest.
Mõjud paigutusele ning suuruse valikule
Designerid töötavad lähtudes arvust, et päevas on neli kuni kuus tundi päikesevalgust, mis on otseselt paneelidele tarvetäitvasti. Isegi kui paneelid toodavad vähem päikesevalgust, peavad päikesepaneelide komplekt ning akku selle puudujäägi kompenseerima. Kalle ning orientatsioon: 30–45° sobib enimmisele piirkondadele; täpne optimaalne kalle sõltub laiuskraadist ning sellest, kas eesmärk on maksimaalne aastane saagikus või talvine saagikus. Meie optimaalse kalculaator arvutab sobiva kalle teie asukohale. Paneelite tehnoloogia: Kõrge efektiivsusega elemendid ning PERC-tehnoloogia (Passivated Emitter and Rear Cell) võimaldavad paremini kasutada nii otsesest kui ka peegeldunud päikesevalgust – seega kaotavad need pilvastel päevadel vähem energiat kui tavalised paneelid. Kahepoolsed paneelid (klaas mõlemal poolel) lisavad energiat ka tagaküljelt, kus valgus peegeldub maast või lumest. Hommikune päikesevalgus on eriti väärtuslik paikadel, kus pärast lõunat varju tekib. Idapoolne orientatsioon on täiesti asjakohane disainivalik – mitte kompromiss.
Hooldus halvas ilmas
Halvas ilmas on vaja paneelide regulaarset hooldust, et nende toimimine jääks tagasi ootustele.
Vihmä teeb tasuta puhastust: see peseb tolmu ja jääkad rehilt, mistä on ka põhjus, miks päev pärast tormi sageli annab enemmä energiat kui päevad enne tormi. Vihmä ei suuda aga puhastada selget lund ega lehtede jääkuid. Kontrollige pinda pärast torme ning eemaldage kõik, mis sinna on jäänud. Seiresüsteem, mis registreerib igapäevase energiatootmise, on kõige odavam viis tuvastada saastumis- või varjutusprobleeme enne, kui need muutuvad tõssemateks probleemideks.
Mida see leht ei käsitle
See leht käsitleb, kuidas valgustingimused mõjutavad päikesepaneelide energiatootmist. See ei käsitle akude käitumist madalatel temperatuuridel, autonoomse energiasüsteemi suurustamist või laadimiskontrollerite valikut muutuva valgusintensiivsuse tingimustes. Aastaringsel varjutuste kaardistamiseks kasutage meie varjutusanalüüsitööriista; optimaalse kalle määramiseks teie laiuskraadile kasutage meie optimaalse kalculaatorit. Täielike autonoomsete päikeselamipaneelide kohta leiate teavet meie kõikehõlmavates päikeselaternates.