Adakah Panel Suria Memerlukan Cahaya Matahari Langsung? Bagaimanakah Keluaran Bergantung Kepada Keadaan?
Adakah Panel Suria Memerlukan Cahaya Matahari Langsung? Bagaimanakah Keluaran Bergantung Kepada Keadaan?
Jawapan ringkas: tidak. Sel fotovoltaik (peranti semikonduktor yang bertanggungjawab untuk fenomena fotovoltaik) mengubah foton menjadi arus elektrik, dan foton tersebut datang dari seluruh langit, bukan hanya dari sinar matahari yang langsung. Cahaya matahari yang langsung membolehkan panel suria menghasilkan keluaran yang penuh (rating output), tetapi cahaya yang tersebar pada hari mendung masih dapat menghasilkan kuasa elektrik, biasanya antara 10% hingga 25% daripada kapasiti rated output panel tersebut. Soalan kejuruteraan yang perlu dijawab adalah berapa banyak panel suria dan bateri yang diperlukan berdasarkan jumlah cahaya yang sebenarnya diterima oleh lokasi tersebut; ini merupakan soalan berkaitan saiz peralatan, bukan soalan fizik.
Bagaimanakah Keluaran Panel Suria Bergantung Kepada Keadaan?
| Keadaan | Keluaran tipikal (% daripada nilai standard) | Nota |
|---|---|---|
| Langit cerah, sinar matahari langsung | 100% (standard, STC) | Keadaan ujian standard: 1,000 W/m², suhu sel 25 °C |
| Mendung, lapisan awan nipis hingga tebal | 10–80% | Keluaran bergantung pada kepadatan awan; julatnya dari keadaan mendung nipis hingga tebal |
| Mendung gelap / hujan | 10–30% daripada nilai optimum | Hujan juga membantu membersihkan permukaan panel suria |
| Bayangan sebahagiannya pada panel | 25–50% daripada nilai optimum | Kerugian keluaran lebih tinggi daripada bahagian panel yang terkena bayangan |
| Peningkatan keluaran di tepi awan | Peningkatan sementara dalam keluaran (berbanding keadaan langit cerah) | Fenomena yang nyata tetapi bersifat sementara; tidak boleh dijangka secara konsisten |
Julat-julat ini adalah angka perancangan yang terdapat dalam data sumber kami, bukan jaminan mutlak. Pengukuran di tapak sebenar akan memberikan hasil yang lebih tepat; jika anda merancang sistem berdasarkan angka-angka ini, rekodkan keluaran panel selama seminggu di tapak terlebih dahulu.
Mengapa penggunaan penutup (shade) lebih mahal daripada kos pembinaannya?
Panel suria yang terkena bayangan sebahagiannya boleh kehilangan lebih banyak tenaga berbanding dengan bahagian panel yang sebenarnya terkena bayangan. Terdapat dua faktor utama yang menyebabkan ini:
- Dioda bypass. Apabila sebahagian daripada modul terlindung daripada cahaya matahari, sel-sel yang terlindung tersebut berhenti menyumbang voltan, dan arus yang mengalir melalui modul tersebut akan menurun. Dioda bypass pada modul tersebut akan mengalihkan arus ke sekitar bahagian modul yang terlindung, yang bertujuan untuk melindungi modul tersebut tetapi pada masa yang sama juga menyebabkan sel-sel tersebut tidak berfungsi dengan baik (tidak menghasilkan tenaga).
- Pengkabelan modul. Dalam sistem pengaturan arus yang bersiri (series string), arus yang mengalir ditentukan oleh komponen yang paling lemah; oleh itu, sekiranya satu panel terlindung daripada cahaya matahari, ia akan mempengaruhi keseluruhan sistem pengaturan arus tersebut. Ini menyebabkan kehilangan tenaga sekitar 25–50%.
- Sistem elektronik pada peringkat modul. Sistem elektronik khusus dapat mengatasi masalah ini secara langsung. Mikroinverter mengubah arus DC menjadi AC pada setiap panel, manakala alat pengoptimum kuasa (power optimizer) juga melakukan tugas yang sama pada sisi arus DC. Dalam kedua-dua kes, panel yang terlindung daripada cahaya matahari tidak akan mempengaruhi panel-panel lain. Jika kawasan anda mempunyai halangan seperti parapet, barisan pokok, atau bahagian struktur lain yang menghalang cahaya matahari, sebaiknya gunakan dana untuk peralatan elektronik khusus atau lakukan kajian terlebih dahulu sebelum membeli lebih banyak panel. Alat analisis kami (shadow analysis tool) dapat memetakan pola halangan cahaya matahari sepanjang tahun.
Faktor cuaca (sejuk, mendung) dan koreksi suhu
Cuaca yang sejuk atau mendung boleh mempengaruhi prestasi panel suria. Oleh itu, adalah penting untuk melakukan koreksi suhu pada sistem pengukuran tenaga yang digunakan untuk mendapatkan data yang lebih tepat.
Satu dakwaan dalam artikel sumber perlu diperbetulkan. Panel suria tidak menghasilkan lebih banyak tenaga pada cuaca sejuk kerana “konduktiviti meningkat”. Mekanismenya adalah berkaitan dengan voltan: voltan sel suria meningkat apabila suhu sel menurun, jadi pada keadaan pencahayaan yang sama, hari yang sejuk dan mendung boleh menghasilkan lebih banyak tenaga berbanding petang yang panas dan lembap, bagi setiap unit cahaya yang diterima oleh panel. Terdapat dua implikasi praktikal daripada ini:
- Musim sejuk bukanlah musim yang buruk seperti yang dikanggap oleh kebanyakan orang. Udara sejuk dan sudut sinar matahari yang rendah seringkali lebih menguntungkan berbanding petang musim panas yang lembap.
- Salji merupakan masalah berkaitan penutupan permukaan panel, bukan masalah suhu. Prestasi panel suria menurun ketika salji menutupi permukaannya, tetapi akan kembali normal setelah salji mencair atau dibersihkan. Permukaan panel yang licin dan sedikit miring dapat menyingkirkan salji dengan sendirinya; namun, panel suria yang terletak di kawasan bersalji memerlukan pelan khusus untuk pembersihan salji secara berkala.
Pencemaran udara dan kelembapan juga mempunyai pengaruh yang sama seperti awan—mereka mengurangkan jumlah sinar matahari yang sampai ke permukaan panel, dan udara yang lembap menyebarkan cahaya, sehingga mengurangkan kecekapan panel dalam menghasilkan tenaga.
Implikasi terhadap pemilihan lokasi dan saiz panel suria
- Reka bentuk panel suria ini berdasarkan anggaran penggunaan cahaya matahari sebanyak empat hingga enam jam sehari. Walaupun panel masih boleh menghasilkan tenaga kurang daripada jumlah tersebut, bateri perlu menampung kekurangan tersebut.
- Sudut dan arah panel: Sudut 30–45° sesuai untuk kebanyakan kawasan, dan sudut yang paling optimum bergantung pada latitud, serta sama ada kita ingin mengoptimumkan pengeluaran tenaga sepanjang tahun atau hanya pada musim sejuk. Alat kiraan sudut yang paling optimum yang paling optimum dapat membantu mengira sudut yang sesuai untuk lokasi anda berdasarkan latitudnya.
- Teknologi panel: Sel suria berkecekapan tinggi dan reka bentuk PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) membolehkan panel menangkap lebih banyak cahaya yang tidak langsung dan yang dipantul, sehingga mengurangkan kehilangan tenaga pada hari mendung berbanding panel biasa. Panel bifacial (dengan kaca di kedua-dua sisi) dapat menangkap lebih banyak cahaya yang dipantul dari tanah atau salji.
- Cahaya matahari pada waktu pagi sangat berharga di kawasan yang teduh pada waktu petang: Memilih arah panel menghadap ke timur merupakan pilihan reka bentuk yang bijak, bukan sekadar kompromi.
Penyelenggaraan dalam cuaca buruk
Hujan melakukan tugas pembersihan secara percuma: ia membersihkan debu dan serpihan dari kaca, itulah sebabnya kecekapan panel suria pada hari selepas ribut sering lebih tinggi berbanding hari-hari sebelumnya. Namun, hujan tidak mampu membersihkan salji yang tebal atau serpihan daun yang menutupi permukaan panel. Periksa permukaan panel selepas ribut dan bersihkan apa-apa yang masih menempel di atasnya. Sistem pemantauan yang merekod prestasi panel setiap hari merupakan cara termurah untuk mengesan masalah kotoran atau gangguan pencahayaan sebelum ia menyebabkan masalah yang lebih serius pada bateri.
Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini:
Halaman ini membincangkan bagaimana keadaan cahaya mempengaruhi kecekapan panel suria pada tahap modul. Ia tidak membincangkan tingkah laku bateri pada suhu rendah, penentuan saiz sistem suria yang beroperasi tanpa sambungan ke grid (off-grid), atau pemilihan peranti kawalan pengecasan dalam keadaan pencahayaan yang berubah-ubah. Untuk pemetaan halangan yang berlaku sepanjang tahun, gunakan alat analisis bayangan kami (/app-c2-shadow-analysis); untuk menentukan sudut penyerapan cahaya yang optimum mengikut latitud anda, gunakan kalkulator sudut penyerapan cahaya kami penyerapan cahaya kami. Untuk sistem pencahayaan suria yang lengkap untuk kegunaan luar grid, lihat produk kami lampu jalan suria all-in-one.